سنتز و بررسي سميت تري متيل كيتوزان كلريد به‌عنوان حامل واكسن و دارو

تري متيل كيتوزان براي انتقال ژن، داروهاي پپتيدي و واكسن‌ها از طريق مسيرهاي مخاطي بيني و خوراكي به كار گرفته مي‌شود. اين پليمر يك مشتق كيتوزان است كه حلاليت آن در آب از طريق متيلاسيون گروه آمين نوع اول و تبديل آن به آمونيوم افزايش پيدا كرده است. در اين فرايند، متيلاسيون گروه هيدروكسي نيز انجام مي‌شود كه حلاليت آن در آب را كاهش مي‌دهد. هدف اين مطالعه بررسي سميت تري متيل كيتوزان با وزن مولكولي بالا و درصد بيشتري از آمين نوع چهارم بوده است. به اين منظور ابتدا دي متيل كيتوزان با روش متيلاسيون Eschweiler-Clarke سنتز گرديد. سپس براي پرهيز از متيلاسيون گروه هيدروكسي كه در شرايط قليايي اتفاق مي‌افتد ادامه متيلاسيون توسط واكنشMenshutkin و با استفاده از يدومتان به‌عنوان عامل آلكيله­كننده و در حلال NMP انجام شد. درصد دي متيلاسيون و كواترنيزاسيون با روش‌هاي NMR و FTIR تعيين شد. ميزان سميت سلولي محصول توليدشده، با روش MTT عليه سلول‌هاي اپي‌تليال Caco2 بررسي شد. فعاليت هموليتيك محصول سنتزي نيز با روش رهايش هموگلوبين در گلبول‌هاي قرمز انساني انجام شد. داده‌ها از لحاظ آماري با روش ANOVA و آزمون توكي ‌بررسي شدند. پليمر سنتز شده تا غلظت 1 ميلي‌گرم بر ميلي‌ليتر در سلول Caco2 فاقد سميت بود و تا سطح 001/0 اختلاف معنادار مشاهده نشد (001/0> p). در آزمايش رهايش هموگلوبين نيز با افزايش غلظت پليمر افزايش سميت مشاهده نشد. بنابراين پليمر سنتز شده مي‌تواند به­عنوان يك حامل انتقال مواد زيستي به كار رود.

Tri-methyl chitosan is used to deliver genes, peptide drugs and vaccines through nasal and oral mucosal routes. This polymer is a chitosan derivative that the solubility in water has been enhanced by methylation of primary amine group and its convertion to quaternary amonium. During this process, O-methylation also occurs, reducing the water solubility of the product. The purpose of this study is to evaluate the toxicity of trimethyl chitosan with high molecular weight and high degree of quaternary amine. Thus, high molecular weight chitosan was used for the synthesis of dimethyl chitosan through the Eschweiler-Clarke methylation method. Then, to avoid the O-methylation, methylation was continued by Menshutkin reaction using iodomethane as alkylating agent in NMP solvent. The quaternized chitosan was characterized by NMR and FTIR spectroscopy methods. The cytotoxicity of the product was investigated on Caco-2 cells via MTT assay. Hemolytic activity of the synthesized polymer was evaluated using haemoglobin release test. The data were statistically analyzed by ANOVA and Tukey's multiple comparisons test. The results showed that the synthesized polymer had no toxicity on Caco2 cells (up to the concentration of 1 mg/ml) (p<0.001). Haemoglobin release test further confirmed the lack of toxicity of the polymer up to the mentioned concentration. In conclusion, the polymer can be envisaged as a carrier in biomaterials delivery.