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Antivirale Aktivität von bioaktiven Polymeren auf Chitosan-Basis gegenüber dem Bakteriophagen Phi6

Die antiviralen Eigenschaften von Chitosanen sind im Gegensatz zu Chitosan Derivaten bisher nur wenig betrachtet wurden. Aus dem Grund wurde in der hier präsentierten Studie die antivirale Aktivität von drei Chitosanen gegen das SARS-CoV-2 Surrogat, den Bakteriophagen phi6, untersucht.

ERSTE EINBLICKE IN DIE ANTIVIRALE AKTIVITÄT VON BIOAKTIVEN POLYMEREN AUF CHITOSAN-BASIS GEGENÜBER DEN BAKTERIOPHAGEN PHI6: PHYSIKALISCH-CHEMISCHE CHARAKTERISIERUNG, INAKTIVIERUNGSPOTENTIAL UND HEMMUNGSMECHANISMEN

Plohl O, Fric K, Filipić A, Kogovšek P, Tušek Žnidarič M, Zemljič LF. First Insights into the Antiviral Activity of Chitosan-Based Bioactive Polymers towards the Bacteriophage Phi6: Physicochemical Characterization, Inactivation Potential, and Inhibitory Mechanisms. Polymers (Basel). 2022 Aug 17;14(16):3357. doi: 10.3390/polym14163357. PMID: 36015613; PMCID: PMC9413598.

Der 2019 ausgebrochene Covid-19 Virus hat mehr als 500 Millionen Menschen bis August 2022 infiziert und wird neben Aerosolen auch teilweise über Oberflächen übertragen. Eine Möglichkeit Ansteckungen von Covid-19 und auch anderen viralen Erkrankungen wie z.B. das Norovirus zu verhindern ist die Verfügbarkeit und Verwendung von antiviralen Materialien zum Personenschutz. Durch antivirale Beschichtungen könnten somit Kontaminationen mit Viren und anderen Mikroorganismen verhindert werden.

Bisher werden dafür z.B. synthetische, anorganische oder photokatalytische Beschichtungen verwendet, die aber eine limitierte Effizienz, einen negativen Umwelteinfluss und eine hohe Toxizität besitzen.

Eine Alternative dazu kann die Entwicklung von antiviralen Beschichtungen basierend auf natürlichen Polymeren wie z.B. Chitosan bieten. Chitosan besitzt ausgezeichnete antibakterielle Eigenschaften. Über die antiviralen Eigenschaften ist allerdings aufgrund der schlechten Löslichkeit von Chitosan bei neutralen pH nur wenig bekannt. Diese sind bisher nur für Chitosan Derivate genauer untersucht worden.

Aus diesem Grund wurden in der vorliegenden Studie die antiviralen Eigenschaften dreier Chitosane betrachtet. Neben einem niedrig und einem hochmolekularen Chitosan (LMW-CS und HMW-CS) wurde ebenfalls quaternisiertes, niedrigmolekulares Chitosan (quart-LMW-CS) untersucht. Aufgrund der ähnlichen Größe wurde die rsRNA Bakteriophage phi6 als Äquivalent zu SARS-CoV-2 verwendet.

ERGEBNISSE

  • Verwendung der Chitosane bei der gleichen Massenkonzentration (1,25 mg/ml) um Einfluss Konzentration auf Virusinaktivierung zu verhindern
  • Hohe Virusinaktivierung gegen phi6 bei niedrigen pH (4,5) für LMW-CS und HMW-CS (100 % und 99,9995 %), deutlich geringer für quart-LMW-CS (78,76 %)
  • Völlig anderes Verhalten bei neutralem pH-Wert von 7,4: keine Virusinaktivierung von LMW-CS und HMW-CS, während quart-LMW-CS eine Inaktivierungsrate von 97.15 % zeigte
  • Verkleinerung des Durchmessers von phi6 von ca. 85 nm auf ca. 63 nm nach Kontakt mit CS
  • Veränderung Morphologie der Virus-Partikel durch Auflösen der Lipidhülle
  • Inkubation von phi6 für 2 h mit LMW-CS: Veränderungen im FTIR weist auf elementare Strukturänderungen hin
  • Vernachlässigbare Veränderungen in den Zeta-Potentialen der Chitosane vor und nach Kontakt mit dem Virus
  • pH 4,5: Erhöhung hydrodynamischer Durchmesser bei Interaktion zwischen phi6 und CS insbesondere bei LMW-CS und HMW-CS → Hinweis auf elektrostatische Interaktion, die wahrscheinlich Virushülle beschädigt
  • bei neutralen pH keine Zunahme hydrodynamischer Durchmesser
  • kein Einfluss Molekulargewicht und Deacetylierungsgrad auf Virusinaktivierung

Schlussfolgerungen: Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in der präsentierten Studie das Inaktivierungspotenzial von verschiedenen Chitosane gegen den Bakteriophagen phi6, ein Surrogat für SARS-CoV-2, nachgewiesen wurde. Zudem wurde gezeigt, dass die Inaktivierung pH abhängig ist, allerdings unabhängig vom Molekulargewicht und Deacetylierungsgrad. CS und phi 6 interagierten über elektrostatische Wechselwirkungen miteinander, was wahrscheinlich zur Auflösung der Lipidhülle führte.

Link zum Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36015613/

Chitosane unterschiedlicher Spezifikationen finden Sie bei uns im Shop. Bei Fragen kontaktieren Sie uns gerne per Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein..

chitosan, antivirale Mittel, SARS-CoV-2

Kongresse und Messen

Treffen Sie uns 2023 auf folgenden Messen:

  • EASO Winterschool 2023, Wittenberg, Deutschland, 15.02.-18.02.2023
  • EUCHIS 2023, Siglufjörður, Island, 11.-14.09.2023
  • EPNOE 2023, Graz, Österreich, 18.09.-22.09.2023
  • Asia Pacific Chitin and Chitosan Symposium 2023, Juju, Süd-Korea, 31.10.-03.11.2023

Zur Vereinbarung von Terminen, bitte kontaktieren Sie Frau Richter über sales(at)medical-chitosan.com

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  • Mikrofluidik als Plattformtechnologie für die Herstellung von Chitosan Nanopartikeln

    Die Herstellung von Chitosan-basierten Nanopartikeln mittels ionotropher Gelierung führt häufig zu einer hohen Batch-zu-Batch Variabilität sowie in einer geringen Reproduzierbarkeit. Eine mögliche Lösung dafür könnte ein kontrolliertes Mischen im mikrofluidischen Maßstab sein. In der hier präsentierten Studie sollen Chitosan-Tripolyphosphat-Nanopartikel mit siRNA, mRNA und β-Galactosidase als Cargo mittel Mikrofluidik hergestellt werden.

  • Chitosan in Polymer-basierten Nanopartikeln zum Wirkstofftransport ins Auge

    Augenerkrankungen sind durch natürliche Faktoren wie der Blut-Augen-Barriere, Hornhaut oder dem Tränenfilm schwer zu behandeln. Helfen können dort polymerbasierte Nanopartikel u.a. aus Chitosan um den Wirkstofftransport zu verbessern. In diesem Artikel wollen wir Ihnen ein Review zu diesem Thema zusammenfassen.

  • Presseinformation mRNA-Wirkstoffe: Geschützt zur optimalen Wirkung

    Berlin, Halle, 16.03.2023: Seit Januar dieses Jahres wird im Projekt „Zielwirk“ eine neue Chitosan-Technologie zur effizienten Freisetzung von mRNA-Wirkstoffen entwickelt. Die Technologie soll dafür sorgen, dass Medikamente zur Behandlung schwerer Krankheiten besser vom Körper aufgenommen sowie verarbeitet werden können. Die beteiligten Projektpartner Heppe Medical Chitosan GmbH, FDX Fluid Dynamix GmbH, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) werden dabei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über drei Jahre mit sechs Millionen Euro gefördert.

  • Katja Richter im wissenschaftlichen Komitee der EUCHIS Konferenz 2023

    Wir freuen uns sehr zu verkünden, dass Katja Richter, CEO der Heppe Medical Chitosan GmbH, in das wissenschaftliche Komitee der EUCHIS 2023 berufen wurde. Die EUCHIS 2023, die internationale Konferenz der Europäischen Chitin-Gesellschaft (EUCHIS 2023) und die 15. Internationale Konferenz über Chitin und Chitosan (15. ICCC) wird vom 11. bis 14. September 2023 in Siglufjörður, Island, stattfinden.

  • HMC bei der ESAO Winterschool 2023 in Lutherstadt Wittenberg

    Vom 15.02. bis 18.02.2023 findet in Lutherstadt Wittenberg die ESAO Winterschool 2023 statt. Organisiert wird die Winterschool vom Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) sowie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Neben Experten und Expertinnen aus der Wissenschaft, werden wir, die Heppe Medical Chitosan GmbH, ebenfalls vertreten sein.

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