کاربرد کیتوزان در حذف فلزات سنگین از فاضلاب – Chitosan

کاربرد پلی الکترولیت (پلی آکریل آمید) در تصفیه آب - فرآب تدبیر تصفیه

قبل از آن که کاربرد کیتوزان در چگونگی حذف فلزات سنگین از آب را مطرح نماییم ، بهتر است بدانید که کیتوزان چیست و چگونه مورد توجه تصفیه خانه ها قرار گرفت؟

کیتوزان چیست؟

کیتوزان یا کیتوسان یک پلیمر کاتیونی است که مشتق دی استیله کیتین می باشد. این پلیمر کاتیونی از زمانی در پروسه تصفیه آب استفاده شد که به عنوان یک پلیمر تجزیه پذیر بیولوژیکی مطرح گردید.
کیتین در یونان به معنای زره و پوششی است که از بی مهرگان حفاظت می کند.
این ماده یک پلیمر خطی می باشد. (N-استیل-دی گلوکز آمین)
وزن مولکولی آن بسیار بالا است و همچون سلولز یکی از فراوان ترین پلیمرها در طبیعت می باشد. کیتین برای نخستین بار از قارچ جداسازی گردید و فونجین نامیده شد. (سال 1811)
این ماده به دلیل ساختار سلولی سخت ، در آب نامحلول است. از این رو واکنش شیمیایی بسیار ضعیفی تشکیل می دهد.

کاربرد کیتوزان در تصفیه خانه

بیوپلیمر کیتوزان حدود چند دهه است که در تصفیه آب و فاضلاب کاربرد دارد. دارای قابلیت های منحصر به فرد و قابل قبولی در انعقاد و لخته سازی ذرات معلق و کلوئیدی ، یون های فلزی محلول ، فلزات سنگین و جذب روغن ها (یا گریس) می باشد.

اگر بخواهیم که یک جایگزین مناسب برای نمک های آلومینیوم در تصفیه آب و فاضلاب معرفی کنیم ، می توان از کیتوزان نام برد.

کیتوسان چیست؟ + کاربردها، مزایا و معایب آن - شرکت کیمیا تجارت تات

نحوه تهیه کیتین برای استفاده تصفیه خانه ها

همان طور که قبلا به معنای نام کیتین اشاره گردید ، این ماده به سادگی از پوسته های سخت پوستانی چون خرچنگ ، لابستر ، میگو و میسلیای قارچ به دست می آید. از آن جایی که صید سخت پوستان ضایعات زیادی را به همراه دارد ، کارخانجات به عمل آوری کیتین از این مواد اضافی دست زدند تا به فرآیند تصفیه ، کمک قابل توجهی نمایند.

استفاده از کیتوزان در حذف فلزات سنگین | آرام صنعت

اساس کار کیتوزان

کیتوزان بر مبنای عملکرد خود ، خروجی قابل قبولی را در تصفیه و پاکسازی آب از فلزات سنگین ارائه می دهد. بدین گونه که توانایی خوبی در سنگین نمودن ذرات معلق و کلوئیدی آب کدر و آلوده دارد تا در پروسه های بعدی بتوان این مواد ته نشین شده را فیلتر و جداسازی نمود.
این امر با استفاده از فیلترهای شنی میسر خواهد شد.

افزایش راندمان فیلتر شنی با استفاده از کیتوزان در ته نشین سازی ذرات ، به شدت محسوس و قابل ملاحظه می باشد.
کیتوزان با ایجاد اثر micro-coagulative بر روی ذرات معلق ، باعث افزایش میانگین اندازه ذرات شده و این موضوع به فیلتر شنی اجازه می دهد تا ذرات لخته شده تجمع یافته را در چرخه بکواش به خوبی حذف نماید.

مزایای استفاده از کیتوزان در تصفیه فاضلاب

  • تولید لجن قابل تجزیه بیولوژیکی
  • جداسازی یون های فلزی محلول و فلزات سنگین
  • عدم استفاده یا بعضاً استفاده بسیار اندک از مواد شیمیایی تنظیم کننده PH
  • جایگزین مناسبی برای کاهش اثرات نامطلوب آلومینیوم و پلیمرهای مصنوعی و سینتتیک می باشد.
  • امکان احیا و بازیابی مجدد
  • غیر سمی است.

طبق تحقیقات انجام شده از بررسی کاربرد کیتوزان ، میزان مرگ و میر ماهیان و آبزیان دریایی درون آب های سطحی در هنگام تخلیه پسابی که با استفاده از کیتوزان و فیلتر شنی عاری از کدورت شده است ، بسیار ناچیز است. از این رو می توان گفت که برای جانداران دریایی بی ضرر و غیر سمی می باشد.

معایب استفاده از کیتوزان

تنها عیبی که می توان بر روی این روش از تصفیه گذاشت ، لخته سازی ذرات معلق و کلوئیدی در محدوده PH بین 6/5 تا 8/5 می باشد.

در صورتی که شرایط آب در این محدوده PH نباشد ، عملکرد کیتوزان دچار اختلال شده و حتما باید PH چک شده و تنظیم گردد تا شرایط لازم برای این ماده در لخته سازی ذرات کلوئیدی فراهم گردد.

همچنین باید دمای آب بالاتر از 38 درجه فارنهایت باشد ، تا ته نشینی به صورت ثقلی انجام پذیرد.

کاربرد کیتوزان در تصفیه پساب صنایع نساجی

کیتوزان به دلیل ساختار مولکولی فوق العاده ایده آلی که دارد ، تمایل بسیاری نسبت به اکثر رنگ های مورد استفاده شده در فرآیند رنگرزی ، واکنش دهنده های اسیدی ، سولفوره و … دارد. به همین علت در حذف رنگ از پساب های نساجی به شدت مورد استقبال صاحبان صنایع قرار گرفت.
می توان گفت تنها گروهی که کیتوزان تمایل اندکی به آن دارد ، رنگ های قلیایی می باشد و این به همان دلیل فوق الذکر می باشد. (ظرفیت پیوند رنگ با کیتوزان در PH بیشتر از 7 کاهش می یابد.)

کیتوسان دومین پلیمر زیستیِ فراوان در طبیعت است که از ترکیب کیتین با روشهای شیمیایی، الکتروشیمیایی یا آنزیمی به دست می‌ آید و در پوسته همه سخت پوستان مانند خرچنگ، میگو، ماهی مرکب و کریل و نیز در دیواره سلولی حشرات، کرمها و قارچها یافت می‌ شود. بنابراین کیتوسان را به عنوان یک پلی ساکارید زیست تخریب پذیر در نظر می گیریم. این پلی ساکارید از فرآیند استیل زدایی کیتین به دست می‌ آید که عنصر تشکیل دهنده‌ اسکلت بیرونی سخت پوستان، حشرات و دیواره ‌های قارچی آنهاست.

کیتوسان در میان خواص بی شمارش، زیست تخریب پذیر، زیست سازگار و غیر سمی است. کاربردهای مهمی در طیف گسترده‌ ای از بخشهای صنعتی دارد. ما آن را در پزشکی به عنوان یک عامل پیش انعقاد و هموستاتیک می ‌بینیم. در غذا و تغذیه نیز شاهد استفاده از آن به عنوان قوام دهنده، امولسیفایر و نگهدارنده مواد غذایی و همچنین یک عامل سیر کننده و چسبنده چربی هستیم. در صنایع شیمیایی، خواص لخته سازی آن می‌ تواند جامدات را به صورت سوسپانسیون جذب کند که برای فرآیندهای آگلوتیناسیون و رسوب گذاری استفاده می‌ شود. این پلی آمید علاوه بر داشتن خواص کیلیت، در ساخت نسل جدید پلاستیکهای زیست تخریب پذیر و فوق مقاوم به کار می ‌رود.

کیتوسان چگونه تولید می شود؟

کیتوسان به صورت تجاری از طریق استیل زدایی جزئی کیتین تولید می ‌شود که یک عنصر ساختاری در اسکلت بیرونی سخت پوستان و حشرات است. همچنین در دیواره‌ های سلولی قارچها، مانند قارچهای متعلق به جنس قارچهای زیگومیکوتا، در جلبکهای سبز، مانند جلبک کلرلا و همچنین در برخی از مخمرها و تک یاخته‌ ها وجود دارد. روش ساخت کیتوسان سه مرحله اصلی دارد: پروتئین زدایی، دمینرالیزاسیون و استیل زدایی. هدف فرآیند پروتئین زدایی، کم کردن محتوای پروتئین با استفاده از محلول قلیایی رقیق و حرارت دادن کافی است. فرآیند دمینرالیزاسیون برای کاهش محتوای معدنی (CaCO3) با استفاده از غلظت کمِ اسید، برای به دست آوردن کیتین در نظر گرفته شده است.

تولید کیتوسان از استیل زدایی کیتین با محلول غلیظ هیدروکسید سدیم در دماهای بالا انجام می‌ شود. این فرآیند با هدف حذف استیل از کیتین از طریق حرارت دادن در غلظت بالایی از محلول قلیایی قوی به دست می ‌آید. فرآیند استیل زدایی با استفاده از محلول قلیایی در دماهای بالا، باعث آزاد شدن استیل (CH3CHO-) از مولکول کیتین می ‌شود. محلولهای کیتوسان، مانند سایر پلیمرها، با وابستگی قابل توجهی مشخص می ‌شوند. این باعث می شود کیتوسان در آب محلول و چسبنده باشد که به راحتی به سطوح دارای بار منفی می ‌چسبد.

کاربرد و اهمیت کیتوسان در صنایع شیمیایی

کیتوسان به دلیل خواصی که دارد به تقویت سیستم دفاعی گیاهان در برابر عفونتهای ناشی از قارچها کمک می کند. این پلیمر به عنوان عنصر کمکی در رشد گیاهان استفاده می ‌شود. کیتوسان با توجه به شاخص سمیت پایین و فراوانی آن در محیط، به ارگانیسم یا حیوانات خانگی آسیب نمی ‌رساند، مشروط بر اینکه مطابق با استانداردهای مقرر استفاده شود. کیتوسان برای انعقاد کازئینهای شیر، تولید پنیرهای کم کالری و ساخت مواد با خواص فیزیکی و شیمیایی مختلف کاربرد دارد. همچنین در ترکیب با بنتونیت، ژلاتین، سیلیکا ژل، آیزینگلاس، چسب ماهی یا سایر عوامل اتصال دهنده استفاده می ‌شود. در ادامه به دو کاربرد مهم کیتوسان در صنعت کشاورزی و همچنین تصفیه آب و فاضلاب آشنا خواهید شد.

کاربرد کیتوسان در کشاورزی

کیتوسان در کشاورزی در دسته محرکهای زیستی قرار می گیرد؛ یعنی موادی از فرآیندهای گیاهی را تغییر می دهد و عملکرد آنها را بهبود می ‌بخشند. این پلیمر ضد قارچ، ضد میکروب و ضد ویروس و همچنین از محرکهای دفاعی و محرکهای رشد است. کیتوسان به عنوان یک تقویت کننده رشد طبیعی و یک آفت کش زیستی ارگانیک که توانایی گیاهان را برای دفاع در برابر قارچها بهبود می بخشد، استفاده می‌ شود. خاک و آب حاوی مقدار زیادی کیتین و محصولات تجزیه مولکولهای کیتوسان هستند.

کیتوسان بیشتر به دلیل توانایی خود در ایجاد سیستم دفاعی شناخته شده است. مولکولهای کیتوسان قادر به فعال کردن سیستمهای SAR (مقاومت به دست آمده از سیستم) و HR (پاسخ با حساسیت بالا) گیاهان هستند. این سیستمها با تحریک سیستم دفاعی و تولید فیتوالکسینها و پروتئینهای مرتبط با بیماری زایی کار می کنند و گیاهان را برای رویارویی با بدترین دشمن خود آماده، ساختار آنها را تقویت و رشد آنها را تسریع می بخشند. کیتوسان باعث افزایش فتوسنتز در گیاهان، افزایش رشد گیاه، تحریک جذب مواد مغذی و افزایش جوانه زنی می ‌شود. کیتوسان کیفیت بذر را بهبود می بخشد و رشد سبزیجات و میوه‌ ها را افزایش می‌ دهد. همچنین توانایی ذاتی گیاهان را برای محافظت از خود در برابر عفونت قارچی تا حد زیادی بهبود می ‌بخشد.

 کاربرد کیتوسان در تصفیه آب و فاضلاب

کیتوسان به طور گسترده در صنعت فاضلاب و تصفیه آب استفاده می ‌شود؛ جایی که لازم است ذرات معلق از مایعات حذف شود. همچنین به عنوان جاذبِ آلاینده‌ های موجود در فاضلاب کاربرد دارد. کیتوسان ظرفیت جذبِ زیستی بسیار بالایی دارد. این پلیمر می تواند بسیاری از آلاینده‌ ها، مواد مصنوعی و مواد سمی مانند یونهای فلزات سنگین، آفت کشهای ارگانیک، مواد جامد معلق، عوامل اکسید کننده آلی، ناخالصیهای چربی و روغن یا رنگهای نساجی، BOD، COD، چربیها، فلزات سنگین، فنلها را از پسابها جذب کند. علاوه بر این، کیتوسانها حاوی آکریل آمید نیستند و 100% از طریق فعالیت آنزیمی، تجزیه پذیر هستند.

علاوه بر این، کیتوسان، بسیاری از فلزات کمیاب و ضایعات رادیواکتیو را نیز بازیابی می‌ کند. بنابراین به دلیل ارزش اقتصادی بالا، به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می‌ گیرد. کیتوسان همچنین توانایی تنظیم لجن و تجزیه زیستی در محیط و کاهش هزینه جداسازی آب با سانتریفیوژ را دارد. کیتوسان، فسفر، مواد معدنی سنگین و روغنها را از آب حذف می‌ کند، بنابراین برای تصفیه آب استفاده می ‌شود. همچنین می‌ توان آن را در سیستمهای تصفیه آب برای حذف ذرات مضر رسوبی، استفاده کرد، چرا که با استفاده از کیتوسان در تصفیه آب، تا 99 درصد رسوبات حذف می‌ شوند.

مزایا و معایب کیتوسان

کیتوسان پلیمری است که از کیتین استخراج می ‌شود که یک ماده‌ طبیعی محسوب می ‌شود، بنابراین زیست سازگار است. همچنین به عنوان یک نگهدارنده غذایی، امکان استفاده به عنوان روکش خوراکی بر روی غذاهای فاسد شدنی تازه یا فرآوری شده را به منظور افزایش عمر مفید آنها، فراهم می‌ کند. چرا که کیتوسان دارای خواص ضد میکروبیولوژیکی است که به آن اجازه می ‌دهد تا از مواد غذایی محافظت کند. در بیشتر غذاها، آلودگیهای میکروبی عمدتاً در سطح آن ایجاد می‌ شود. به این معنی که استفاده از مواد خوراکی مانند کیتوسان، فضایی سالم را بین سطح غذا و محیط آن فراهم می‌ کند. اما کیتوسان خواص پوششی ضعیفی داشته و در برابر گاز و بخار آب نفوذ پذیر است.

با کیتوسان می‌ توانید کلسترول خون را کاهش دهید. کیتوسان به عنوان یک درمان برای کم خونی عمل کرده و به تقویت سیستم ایمنی کمک می‌ کند. این ماده برای جلوگیری از عفونت در دندانها و لثه‌ ها بسیار مفید است. حتی در بهبود بافتها پس از مداخله جراحی پلاستیک همکاری می‌ کند. با تمام این مزایا، هنوز در مورد اثربخشی آن در درمانهای فوق الذکر و موثر و ایمن بودن آن برای یک برنامه رژیم غذایی تردید وجود دارد.

کیتوسان محلول در آب - لنترن

سوالات متداول کیتوسان چیست؟

1- مضرات کیتو‌سان برای بدن چیست؟

کیتو‌سان در جذب ویتامینهای محلول در چربی، ویتامینهای A، D، E K، و برخی مواد معدنی مانند روی و موادی مانند فلاونوئیدها اختلال ایجاد کرده و جذب بسیاری از داروها را مختل کند. همچنین عوارض جانبی احتمالی آن حالت تهوع و اسهال است.

2- آیا کیتو‌سان باعث کاهش وزن می شود؟

کیتو‌سان که از کیتین به دست می‌ آید یک فیبر طبیعی با خواص لاغری شناخته می شود. این فیبر دریایی از پوسته سخت پوستان به دست می آید، می‌ تواند تا 12 برابر وزن خود چربی را ثابت کرده و یک ژل غیر قابل هضم را تشکیل دهد که به طور طبیعی چربی را از بین می ‌برد.

3- کیتو‌سان در چه چیزی حل می‌شود؟

گروه آمینه موجود در کیتو‌سان دارای مقدار pKa ~ 6.5 است و برخلاف کیتین، در محلولهای رقیق هیدروژن کلرید و اسیدهای آلی مختلف مانند محلول اسید استیک، حل می ‌شود.

4- چه میکروارگانیسمهایی به عملکرد کیتو‌سان کمک می‌ کنند؟

کیتو‌سان یک پلی ساکارید است که به عنوان یک مولکول پاک کننده زیستی عمل می‌ کند. فعالیت میکروارگانیسمهای مفید در خاک مانند باسیل، فلورسنت، سودوموناس، اکتینومیست، میکوریزا و ریزوباکتریها را تحریک می‌ کند که این باعث تعادل میکروبی در ریزوسفر  می‌ شود.

5- چگونه کیتو‌سان را حل کنیم؟

کیتو‌سان از نظر ساختار شبیه به سلولز است و در حضور آب متورم می شود و موسیلاژ یا ژل تشکیل می‌ دهد. برای حل شدن آن در آب، PH باید کمتر از 6 باشد و اسید استیک، اسید لاکتیک یا اسید کلریدریک را به آن اضافه و به مدت چند ساعت در آن حل می‌ کنیم.

 

 

کیتوسان (به انگلیسی: Chitosan) مشتقی از گلوکان با واحدهای تکرار شونده کیتین است که توسط روگت در سال ۱۸۵۹ با عامل شناخته شده‌ای بروز نموده و بسیار شایع تر از نوع ثانویه می‌باشد. جوشاندن کیتین در محلول پتاس با غلظت مشخص به دست آمد.

کیتین یک موکو پلی ساکارید طبیعی با فرمول شیمیایی (C8H13NO5) بوده که به وفور در اسکلت خارجی بندپایان مانند میگو، خرچنگ و همچنین گیاهان پست از قبیل مخمرها و کوتیکول حشرات یافت می‌شود.

کیتین، از واژه یونانی کیتون، به معنای پوشش سخت گرفته شده‌است. این ترکیب برای اولین بار توسط براکونوت در سال ۱۸۱۱ تشریح شد.

کیتوسان تجاری از اسکلت خارجی بندپایانی مانند میگو استخراج می‌شود.

اهمیت کیتین در تهیه کیتوسان از آن جا است که کیتوسان در فراورده‌های بالینی به دلیل سازگاری زیست‌شناسی با بقیه مواد، قابلیت هضم آسان، غیر سمی بودن، قدرت جذب بالا، و در دسترس بودن به عنوان یک حامل داروئی به کار می‌رود.

  • کیتین از لحاظ ساختاری با سلولز تنها در یک گروه استامید تفاوت دارد.

معنی کیتوسان

کیتوسان با فرمول شیمیایی (C6H11NO4) از استیل زدایی کیتین بدست می‌آید که به دلیل غیر سمی بودن، خاصیت جذب بالا، امکان تجزیه در طبیعت، سازگاری با محیط زیست، مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی، توانایی حذف محدودهٔ وسیعی از رنگ‌ها و فلزات، سینتیک سریع و در نهایت امکان تهیه مشتقات فراوان از آن، بسیار مورد توجه است. خصوصیات کیتوسان اغلب به طبیعت شیمیایی آن بستگی دارد. از جمله:

  1. درجه استیل زدایی
  2. جرم مولکولی
  3. کریستالیته
  4. بار یونی گروه‌های عاملی

تهیه کیتوسان

در واکنش استیل‌زدایی، با اضافه کردن محلول سدیم هیدروکسید غلیظ و گرما، گروه‌های استیل آمین در کیتین به عامل‌های آمین تبدیل می‌شود.

تعداد گروه‌های استیل موجود روی زنجیر پلیمر، تفاوت بین این دو پلیمر را مشخص می‌کند. به‌طور قراردادی وجود ۵۰ درصد گروه‌های آمیدی به عنوان مرز بین کیتین و کیتوسان در نظر گرفته می‌شود؛ یعنی پلیمر با درجه استیل زدایی کمتر از ۵۰ درصد را کیتین و بیش از ۵۰ درصد را کیتوسان می‌نامند.

اهمیت درجه استیل زدایی متفاوت

در نمونه‌های تجاری کیتوسان، درجه استیل زدایی آن همیشه کمتر از %۹۵ است، زیرا افزایش بیشتر از این مقدار، موجب افزایش هزینه تولید و در نتیجه افزایش قیمت آن می‌شود. کیتوسان با درجه استیل زدایی بالا در پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردها

تصفیه فاضلاب و مهندسی آب

کیتوسان به دلیل ماهیت پلی کاتیونی، می‌تواند به عنوان یک عامل لخته‌کننده عمل کند و همچنین می‌تواند به عنوان یک عامل کی‌لیت کننده، یونهای فلزات سنگین را به دام بیندازد.

صنایع کاغذ سازی و بسته‌بندی

زیست تخریب پذیری و سازگاری بالای آن با محیط زیست باعث شده‌است که از کیتین و کیتوسان در صنایع بسته‌بندی و همچنین کاغذهای قابل بازیافت استفاده شود. کیتوسان به دلیل شباهت زیاد ساختاری با سلولز می‌تواند به راحتی در کارخانه‌های کاغذسازی استفاده شود. کاغذهای تولیدی از کیتوسان دارای سطح صاف و مقاومت بالا در برابر رطوبت هستند که بسیار برای چاپ و نقاشی مناسب می‌باشند. همچنین به دلیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیرهای پلیمر، کاغذ قابل انعطاف و محکم بوده و در مقابل پارگی مقاومت می‌کند. علاوه بر این، کیتوسان به دلیل خاصیت ضدمیکروبی، در صنایع بسته‌بندی مواد غذایی استفاده می‌شود.

صنایع نساجی

کیتوسان به عنوان یک بیوپلیمر طبیعی غیرسمی، زیست تخریب پذیر و سازگار با محیط زیست گزینه مناسبی برای استفاده در صنایع نساجی است و علاوه بر این، خاصیت ضد باکتری این نمونه از الیافها موجب شده که امروزه از آن‌ها در لباسهای ورزشی، البسه خانم‌ها، کودکان و لباسهای ظریف، زیبا، ضد بو و ضدحساسیت استفاده شود.

صنایع غذایی

به دلیل ویژگیهایی چون خواص ضد میکروبی و آنتی‌اکسیدانی و نیز جلوگیری از تغییر طعم و مزه و افزایش ماندگاری، از کیتوسان به عنوان یک افزودنی در فراورده‌های گوشتی و لبنی استفاده می‌شود. همچنین در بسته‌بندی مواد غذایی، فیلم‌های تولید شده از کیتوسان بی خطرند و به‌طور وسیعی برای بسته‌بندی غذاها استفاده می‌شوند. این بسته بندیها علاوه بر اینکه دارای خاصیت ضد میکروبی هستند از ویژگی مکانیکی خوبی نیز برخوردار می‌باشند.

کشاورزی

در جهت ایجاد یک پوشش نازک روی خوراکی‌هایی نظیر میوه و سبزیجات که به صورت یک فیلم محافظ ضدباکتری و ضدقارچ مانع از فساد محصولات کشاورزی می‌شود.

پزشکی و بیو پزشکی

کیتوسان با درجه خلوص مناسب در سیستم‌های آزادسازی و رهایش دارویی، همودیالیز، پوست مصنوعی، مشمع‌های دارو یی، بی حرکتی آنزیمی، لنزهای تماسی، بانداژ چشم، ارتوپدی، نخ جراحی، دندان پزشکی و کشاورزی به کار رفته و علاوه بر آن اثراتی چون توانایی جذب چربی، کاهش گلوکز، کلسترول و تری گلیسرید و ضد میکروبی نیز آن گزارش شده‌است، از حلالیت اندک کیتوسان، باعث محدودیت‌هایی در کاربرد این ماده ارزشمند شده‌است.

کیتوسان در بخش‌های مختلف صنعت داروسازی به اندازه‌ای اهمیت دارد که پیش‌بینی شده بود در سال ۲۰۰۵ میلادی یکی از پرفروش‌ترین و مطرح‌ترین مواد اولیه تولید شده در جهان بوده و بازار جهانی را تحت‌الشعاع خود قرار دهد. ۷۵ درصد کیتوسان تهیه شده کاربرد دارویی و بهداشتی خواهد داشت. از کیتوسان به عنوان یک حامل دارویی قرن بیست و یکم نام برده شده‌است.

کاربرد در مهندسی پزشکی

از کاربردهای در حال گسترش پلیمر کیتوسان در مهندسی پزشکی می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

کاربرد در بهبود زخم، کاربرد در مهندسی بافت، کاربرد در ساخت حامل‌های دارویی در رهایش دارو، ساخت نانوحامل‌های کیتوسان در رهایش داروهای ضد سرطان و رهایش واکسن‌ها، ژن تراپی و زیست تصویر نگاری از ارگانهای حیاتی.

در دهه‌های اخیر، کیتین و کیتوزان به خاطر زیست تخریب پذیری در داخل بدن و زیست سازگاری آن‌ها توجه زیادی را به خود معطوف کرده‌اند. کیتوزان، فعالیت ضدمیکروبی متوسطی نشان می‌دهد که از مازاد کاتیونی آن ناشی می شودو یک خاصیت مهم از نقطه نظر استفاده آن به عنوان یک ماده پزشکی است.

شباهت طبیعی این پلیمر با گلیکوزآمین گلیکان که از مهم‌ترین بخش‌های ماتریس خارج سلولی است، سبب گشته که کیتوزان در چند سال اخیر به عنوان داربست مهندسی بافت استفاده وسیعی داشته باشد. همچنین فرایند پذیری این پلیمر به مراتب آسان‌تر بوده و باعث می‌شود محصول نهایی دارای حاشیه سود بالاتری شود.

گلوکوزامین و استیلگلوکوزآمین از جمله مواد حاصله از تخریب کیتوزان است که یا در گلیکوپروتئینهای بدن مورد استفاده قرار می‌گیرد یا به صوت دی اکسیدکربن دفع می‌گردد. اگرچه کمبود استحکام مکانیکی جزء محدودیتهای استفاده از این پلیمر زیست تخریب پذیر زیست سازگار به حساب می‌آید، کامپوزیتهای حاصله از آن به سرعت در حال رشد و توسعه هستند. کیتوزان با وزن مولکولی بسیار بالا یا با درجه استیلاسیون بالا، به هیچ وجه در کاربردهای مهندسی بافت قابل استفاده نیست، زیرا مشاهدات بسیاری مبنی بر سمی بودن آن گزارش شده‌است، از طرفی زیست تخریب پذیری این پلیمر نیز قابل کنترل نیست. ژلهای کیتوزان پس از مرحله ایجاد پیوندهای عرضی، استحکام مکانیکی مناسبی را بدست می‌آورند و در محیطهای آبی مقاوم می‌گردند. با این وجود در محیط مهاجم بدن که امکان تغییر PH در آن بالاست کیتوزان همچنان آسیب‌پذیر است.

error: Content is protected !!