Как исцелить человека с помощью хитина краба: чудеса 3D-печати
Ученые Первого МГМУ имени И. М. Сеченова с помощью 3D-печати создали биосовместимые структуры на основе хитина панцирей крабов. Они могут использоваться для разных биомедицинских задач, в том числе для замены поврежденных мягких тканей организма.
От 50 до 70% веса всех выловленных в мире крабов составляют панцири и другие побочные продукты. Как правило, такие отходы уничтожают, что требует дополнительных затрат, и лишь небольшая часть перерабатывается. Между тем морские ракообразные содержат большое количество хитина. Этот полисахарид часто встречается в природе, из него состоят, например, экзоскелеты насекомых. Если удалить из хитина химическим путем часть ацетильных групп СН3СО, можно получить хитозан – биополимер с уникальным набором биологических и физико-химических характеристик. Он биосовместим, то есть при имплантации не вызывает воспаления или иммунной реакции, обладает противогрибковыми и антимикробными свойствами и в организме со временем разлагается на нетоксичные компоненты. Поэтому хитозан и его производные – перспективные соединения для биомедицины. На их основе можно создать новые типы биосовместимых структур для восстановления поврежденных тканей или носители для доставки лекарств. Статья, посвященная исследованию, опубликована в Marine Drugs.
Классический способ получения хитозана из хитина требует обработки сырья агрессивными химическими реагентами, например концентрированными растворами щелочей. Из-за небольшого выхода хитозана и токсичности растворителей подобные методы не подходят для промышленного использования. Авторы статьи в Marine Drugs предложили более экологичный способ модификации хитина – механохимический синтез. Метод заключается в тройном воздействии на твердую смесь: реагентами, давлением и сдвиговыми напряжениями. При этом требуется меньше щелочи, чем при классическом химическом синтезе, а растворители, катализаторы и инициаторы химических процессов не используются. Полученный таким методом хитозан можно использовать в медицинских целях без дополнительной очистки от остатков токсичных веществ.