Publikationen im Januar und Februar 2014

Wissenschaftler aus aller Welt haben zu Beginn des Jahres 2014 wieder eine Vielzahl von hochinteressanten Artikeln über Chitosane publiziert. Insgesamt wurden 281 Artikel veröffentlicht, welche neue Einblicke in die Diversität des Biopolymers versprechen. Die erfolgreichsten Nationen im Bereich der Chitosan-Forschung sind erneut China mit 88 Publikationen, USA mit 33 Artikeln und Indien mit 23 Veröffentlichungen.

Top Themen	Publikationen
Chitosan im Allgemeinen	259
Tiere	110
Menschen	84
Evaluationsstudien	73
Nanopartikel	66
Pharmazeutische Präparate	62

Tabelle: Liste der führenden Journale, die im Juli und August 2013 die meisten Chitosan-basierten Artikel veröffentlichten.Quelle: GoPubMed

Chitosan und seine Derivate wurden hinsichtlich ihrer antimikrobiellen Eigenschaften intensiv studiert. Zahlreicher Organismen wie Bakterien, Pilze, Hefen und Algen können in ihrem Wachstum durch Chitosan gehemmt werden. In einer Vielzahl von Publikationen wurde die antibakterielle Aktivität von diversen Chitosan Derivaten bereits untersucht. Die drei folgenden Veröffentlichungen stellen neue Ansätze vor, in denen die antibakterielle Wirkung weiter gesteigert und somit der Anwendungsbereich von Chitosan erweitert werden soll.

Sonochemical coating of textiles with hybrid ZnO/chitosan antimicrobial nanoparticles.

Petkova P., Francesko A., Fernandes M.M. et al., ACS Appl Mater Interfaces. Vol. 22; 6 (2): 1164-72. Januar 2014

In der vorliegenden Studie wurde ein neues Konzept für antimikrobielle Textilien entwickelt, um Infektionskrankheiten, die durch Bakterienstämme wie Staphylococcus aureus und Escherichia coli verursacht werden, zu vermindern. Die Autoren verwendeten ein sonochemisches Abscheideverfahren und beschichteten Baumwollstoffe mit Nanopartikel aus Zinkoxid (ZnO). Stoffe, die mit einer 2 mM ZnO Lösung für 30 min behandelt wurden, wiesen die höchste antimikrobielle Aktivität auf. Um die antibakteriellen Wirksamkeit weiter zu steigern, wurden die Textilien gleichzeitig mit ZnO und Chitosan behandelt.

Ergebnisse:

ZnO-Chitosan beschichtete Stoffe:

Verbesserung gegenüber ZnO-beschichteten Stoffen

	gegen E. coil	gegen S. aureus
Antibakterielle Aktivität (AA)	48 %	17 %
Langlebigkeit der AA Prüfung nach mehreren Waschgängen	40 %	21 %
Biokompatibilität: Fibroblasten Lebensfähigkeit um 87 % gesteigert

Schlussfolgerung: Der antibakterielle Effekt von ZnO-imprägnierten Textilien wurde durch Chitosan signifikant verbessert. Darüber hinaus blieb die antibakterielle Wirkung von gewaschenen Textilien, durch Zugabe von Chitosan, länger erhalten. Besonders in sensiblen Bereichen, wie Intensivstationen von Krankenhäusern, ist eine Verwendung von ZnO-Chitosan-imprägnierten Textilien zur Reduktion von Bakterien sinnvoll.  

Quelle: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24383795?dopt=Abstract

Synthesis, characterization, and antimicrobial activity of kojic acid grafted chitosan oligosaccharide.

Liu X., Xia W., Jiang Q. et al., J Agric Food Chem. Vol. 62 (1): 297-303. Januar 2014

Ziel dieser Studie war es die antibakteriellen Eigenschaften von wasserlöslichen Chitosan Derivaten (COS) zu steigern, indem sie mit Kojisäure (KA) konjugiert wurden. Die Säure wird von verschiedenen Pilzarten synthetisiert und besitzt antibakterielle und entzündungshemmende Eigenschaften. Der COS/KA Hybrid wurde durch Alkylierung des COS an Position C-3 und C-6 generiert.

Ergebnisse für COS/KA Derivate:

• Hohe Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln und wässrigen Lösungen
• Verbesserte antibakterielle und antimykotische Aktivität verglichen mit COS
  • Staphylococcus aureus , Escherichia coli
  • Aspergillus niger, Saccharomyces cerevisiae
• Antibakterielle Aktivität steigt proportional mit dem Grad der Substitution von COS/KA

Schlussfolgerung: Die Löslichkeit, sowie antibakterielle und antimykotische Aktivität von Chitosan wurde durch die Konjugation mit Kojisäure deutlich verbessert. Verschiede Anwendungsmöglichkeiten sind denkbar, da neue antibakterielle Mittel in der Medizin, Pharma- und Lebensmittelindustrie von Nutzen sein können.  

Quelle: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24364425

Nitric oxide-releasing chitosan oligosaccharides as antibacterial agents.

Lu Y., Slomberg D.L., Schoenfisch M.H. Biomaterials., Vol. 35 (5): 1716-24. Februar 2014

In dieser Studie wurde ein Stickstoffmonooxid (NO)-freisetzendes Chitosangerüst entwickelt, um die antimikrobielle Aktivität des Biopolymers weiter zu verbessern. In einer zwei Schrittsynthese wurde Chitosan zu einem sekundären Amin funktionalisiert. 2-Methylaziridin wurde zunächst mit Chitosan konjugiert und anschließend wurde Gerüst mit NO begast. NO ist ein Bestandteil der Immunantwort von Säugetieren und bekämpft pathogene Bakterien effektiv. Die bakterizide Wirkung von NO wird auf nitrosativen und oxidativen Stress zurückgeführt, wodurch die Bakterienwand zerstört wird.

Ergebnisse:

• Verbesserte NO-Beladung verglichen mit anderen makromolekularen NO-Spendern
• Wasserlösliche Chitosan durchdringen leicht bakterielle Biofilme
• Biofilmbekämpfung hängt vom Molekulargewicht und der ionischen Ladung des Polymers ab, niedriges Molekulargewicht und kationische Ladung förderlich
• keine signifikante Zytotoxizität gegen Fibroblasten

Schlussfolgerung: Das NO-freisetzende Chitosan Polymer hat eine hervorragende antibakterielle Aktivität gegen Gram positive und Gram negative Bakterien. Das Polymer ist zudem auch biologisch abbaubar, wodurch es den bisherigen NO-freisetzend Materialen überlegen ist. Chitosan basierte antibakterielle Mittel können im medizinischen Bereich Anwendung finden.

Quelle: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3889664/