2 番目に豊富な天然多糖類であるキトサンは、生物医学目的の粒子、ヒドロゲル、または足場の調製に広く使用されているカチオン性ポリマーです [1,2]。
これらの集中的に研究されたプラットフォームはすべて、通常、正に帯電したキトサンと負に帯電した錯化剤の間の静電相互作用によって形成されます。それらの生体適合性、生分解性、および調整可能な特性により、キトサンベースの複合体は、異なるナノ医療アプリケーションで利用可能な多目的ツールになります [3].
さらに、これらのシステムの魅力は、その製造が一般的に単純で便利で、制御可能であると見なされているという事実によって強調されています [3,4]。臨床翻訳のためのキトサンベースの複合体の大きな可能性を考えると、in vitro の数の爆発的な増加によって証明されるように、それらへの関心が急増したことは驚くべきことではありません そして生体内 特定の医学的問題に取り組む研究
しかし、主要な問題は、キトサンが全 pH 範囲でカチオン性 (または可溶性) ではないことです。主にその分子量と脱アセチル化の程度に応じて、キトサンの pKa が約 6.3 ～ 6.5 であることが 20 年以上にわたって知られています [5]。キトサンは pKa 未満の pH ではプロトン受容体として作用するため、キトサンは高度にプロトン化され、負に帯電した錯化剤との静電相互作用を促進する十分な量の正電荷をもたらし、安定した高分子電解質ベースの複合体を生成します。この点で、キトサンベースの複合体は、通常、酸性条件下で調製されます。一方、pKa を超える pH では大量の脱プロトンが生じ、キトサンはカチオン電荷をほとんど失い、静電相互作用ができなくなります。キトサンのプロトン化の程度が pH 依存であることを考えると、得られる高分子電解質複合体の物理化学的特性は明らかに変化します。
キトサンベースの複合体は、膨大な数の in vitro でテストされていますが、 そして生体内 これまでの研究[3]、特に約7.4の生理学的pH、つまりにさらされた後、これらの研究のいずれもこれらの複合体のpH依存特性に関心を持っていないことは驚くべきことです. pH> pKa。この文脈において、Mazancova et al. 2018年 [6] は、キトサンベースの複合体の挙動の理解に関連する基本的かつ推測的な質問をしました:i) キトサンベースの高分子電解質複合体は生理的 pH で存在しますか? ii) 調製時の pH とは異なる pH の環境に移されたキトサンベースの複合体の組成は?
モデルのキトサン/トリポリリン酸 (TPP) 複合体の例について、Mazancova et al. 生理的pHまたは複合体の製造中に使用されるpHよりも一般的に高いpHにさらされると、キトサン/ TPP複合体は遊離キトサン分子に徐々に解離し、さらに相分離するという確固たる証拠を提供します。移行は、上昇した pH でのキトサンのプロトン化の減少の直接的な結果として、対応する量の TPP の放出を伴います。簡単に言うと、キトサン/TPP 複合体は、通常酸性 pH で調製されますが、生理学的条件下では存在しません。結合した TPP の残りの量のみを含む、相分離したキトサン鎖に自然に解離するからです。
この発見は、生物学的データとの相関関係だけでなく、さらに重要なことに、それらの全体的な翻訳の可能性に関して、キトサンベースのシステムの理解におけるパラダイムシフトと見なされます。 in vitro でのキトサンベースの複合体の適用は注目に値します。 そして生体内 元のプロパティが完全に変更されることを警告して条件を実行する必要があります。
これらの調査結果は、「キトサン / トリポリリン酸複合体の解離」というタイトルの記事に記載されています。「pH が上昇すると、キトサン / トリポリリン酸複合体が別々の成分になります。」Carbohydrate Polymers 誌に最近掲載されました。 この研究は、スロバキア科学アカデミー高分子研究所の Petra Mazancová、 Veronika Némethová、 Dušana Treľová、 Lucia Kleščíková、 Igor Lacík、および Filip Rázga によって実施されました。
参考文献:
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