Biopolymer Modifications for Biomedical Applications
- 1. Laboratory of Polymer Materials Engineering
- 2. Technology Applications (United States)
- 3. Ain Shams University
Description
Chitosan is typically obtained by deacetylation of chitin under alkaline conditions, which is one of the most abundant organic materials, being second only to cellulose in the amount produced annually by biosynthesis. Chitosan is a linear polysaccharide, composed of glucosamine and Nacetyl glucosamine units linked by (1–4) glycoside bonds. The content of glucosamine is called the degree of deacetylation (DD). In fact, in a general way, it is considered that when the DD of chitin is higher than about 50%(depending on the origin of the polymer and on the distribution of acetyl groups along the chains), it becomes soluble in an aqueous acidic medium, and in these conditions, it is named chitosan. The DD also affects the biodegradability of this polymer, and for DD above 69% a significant decrease of in vivo degradation has been found (1). Chitosan displays interesting properties such as biocompatibility, biodegradability (3, 4) and its degradation products are non-toxic, non-immunogenic and non-carcinogenic (5, 6). Therefore, chitosan has prospective applications in many fields such as biomedicine, waste water treatment, functional membranes and flocculation. However, chitosan is only soluble in few dilute acid solutions, which limits its applications.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يتم الحصول على الكيتوزان عادةً عن طريق إزالة أسيتات الكيتين في ظل الظروف القلوية، والتي تعد واحدة من أكثر المواد العضوية وفرة، حيث تأتي في المرتبة الثانية بعد السليلوز بالكمية التي يتم إنتاجها سنويًا عن طريق التخليق الحيوي. الكيتوزان هو عديد سكاريد خطي، يتكون من وحدات جلوكوزامين و ناسيتيل جلوكوزامين مرتبطة بروابط جليكوزيد (1–4). يسمى محتوى الجلوكوزامين درجة إزالة الأسيتيل (DD). في الواقع، بشكل عام، يُعتبر أنه عندما يكون DD للكيتين أعلى من حوالي 50 ٪(اعتمادًا على أصل البوليمر وعلى توزيع مجموعات الأسيتيل على طول السلاسل)، يصبح قابلاً للذوبان في وسط حمضي مائي، وفي هذه الظروف، يطلق عليه اسم الكيتوزان. يؤثر DD أيضًا على التحلل البيولوجي لهذا البوليمر، وبالنسبة لـ DD أعلى من 69 ٪، تم العثور على انخفاض كبير في تدهور الجسم الحي (1). يعرض الشيتوزان خصائص مثيرة للاهتمام مثل التوافق الحيوي، والتحلل البيولوجي (3، 4) ومنتجات تحللها غير سامة وغير مناعية وغير مسرطنة (5، 6). لذلك، فإن الكيتوزان له تطبيقات مستقبلية في العديد من المجالات مثل الطب الحيوي ومعالجة مياه الصرف الصحي والأغشية الوظيفية والتلبد. ومع ذلك، فإن الكيتوزان قابل للذوبان فقط في عدد قليل من محاليل الحمض المخفف، مما يحد من تطبيقاته.Translated Description (French)
Le chitosane est généralement obtenu par désacétylation de la chitine dans des conditions alcalines, qui est l'une des matières organiques les plus abondantes, étant deuxième après la cellulose dans la quantité produite annuellement par la biosynthèse. Le chitosane est un polysaccharide linéaire, composé d'unités glucosamine et Nacetyl glucosamine liées par des liaisons glycosidiques (1–4). La teneur en glucosamine est appelée degré de désacétylation (DD). En effet, d'une manière générale, on considère que lorsque la DD de la chitine est supérieure à environ 50%(en fonction de l'origine du polymère et de la répartition des groupes acétyles le long des chaînes), elle devient soluble en milieu acide aqueux, et dans ces conditions, on l'appelle chitosane. La DD affecte également la biodégradabilité de ce polymère, et pour une DD supérieure à 69%, une diminution significative de la dégradation in vivo a été constatée (1). Le chitosane présente des propriétés intéressantes telles que la biocompatibilité, la biodégradabilité (3, 4) et ses produits de dégradation sont non toxiques, non immunogènes et non cancérigènes (5, 6). Par conséquent, le chitosane a des applications potentielles dans de nombreux domaines tels que la biomédecine, le traitement des eaux usées, les membranes fonctionnelles et la floculation. Cependant, le chitosane n'est soluble que dans quelques solutions acides diluées, ce qui limite ses applications.Translated Description (Spanish)
El quitosano se obtiene típicamente por desacetilación de quitina en condiciones alcalinas, que es uno de los materiales orgánicos más abundantes, siendo superado solo por la celulosa en la cantidad producida anualmente por biosíntesis. El quitosano es un polisacárido lineal, compuesto por unidades de glucosamina y Nacetil glucosamina unidas por enlaces (1–4) glucósidos. El contenido de glucosamina se denomina grado de desacetilación (DD). De hecho, de manera general, se considera que cuando el DD de la quitina es superior a aproximadamente el 50%(dependiendo del origen del polímero y de la distribución de los grupos acetilo a lo largo de las cadenas), se vuelve soluble en un medio ácido acuoso, y en estas condiciones, se denomina quitosano. El DD también afecta la biodegradabilidad de este polímero, y para DD por encima del 69% se ha encontrado una disminución significativa de la degradación in vivo (1). El quitosano muestra propiedades interesantes como biocompatibilidad, biodegradabilidad (3, 4) y sus productos de degradación son no tóxicos, no inmunogénicos y no cancerígenos (5, 6). Por lo tanto, el quitosano tiene aplicaciones prospectivas en muchos campos como la biomedicina, el tratamiento de aguas residuales, las membranas funcionales y la floculación. Sin embargo, el quitosano solo es soluble en pocas soluciones ácidas diluidas, lo que limita sus aplicaciones.Files
36057.pdf
Files
(512.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4e1ac99f6002e3e57d5501c4eb57a7f6
|
512.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعديلات البوليمر الحيوي للتطبيقات الطبية الحيوية
- Translated title (French)
- Modifications de biopolymères pour des applications biomédicales
- Translated title (Spanish)
- Modificaciones de biopolímeros para aplicaciones biomédicas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W1590679020
- DOI
- 10.5772/35489
References
- https://openalex.org/W2925169168