Современные и перспективные применения сахарид-модифицированного хитозана: критический обзор

Хитин — основной компонент экзоскелета членистоногих — представляет собой широко распространённый природный полимер, который можно перерабатывать в различные продукты с добавленной стоимостью. Его наиболее важное производное — хитозан, состоящий из β-1,4-связанных звеньев 2-амино-2-дезокси-β-D-глюкозы (деацетилированного D-глюкозамина) и N-ацетил-D-глюкозамина, — получают методом щелочной деацетилизации. Хитозан применяли в некоторых исследованиях in vitro как биоразлагаемый, биосовместимый, неантигенный и нетоксичный полимер, однако недавно выявленный потенциал его применения in vivo, связанный с биологической активностью, особенно антимикробной, антиоксидантной и противоопухолевой, значительно расширил его роль в создании биоматериалов. Одобрение хитозана Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США как вещества, в целом признанного безопасным, привлекло значительное внимание к его возможному применению в различных областях, особенно в биомедицине и сельском хозяйстве. Несмотря на ряд благоприятных свойств, для расширения сфер применения структуру хитозана необходимо модифицировать, прежде всего из-за таких недостатков, как низкая ёмкость загрузки лекарственных средств, низкая растворимость, высокая вязкость, отсутствие эластичности и чувствительность к pH. В связи с этим получение растворимого разветвлённого хитозана путём его дериватизации относительно недорогими и широко доступными моно- и дисахаридами рассматривается как переломное решение. В настоящем критическом обзоре подробно проанализированы новые технологии синтеза и применения хитозана, модифицированного лактозой и галактозой, — двух важных производных хитозана. Сначала подробно рассмотрены свойства производных хитозана и их биологическая активность, чтобы раскрыть значение этих природных полимеров. Затем кратко обсуждена сахаридная модификация хитозана. Наконец, проанализированы и сопоставлены с нативным хитозаном применения хитозана, модифицированного лактозой и галактозой, чтобы оценить современное состояние исследований и стимулировать разработку новых идей, способных восполнить пробелы в знаниях.