سنتز و بررسی سمیت تری متیل کیتوزان کلرید به‌عنوان حامل واکسن و دارو

تری متیل کیتوزان برای انتقال ژن، داروهای پپتیدی و واکسن‌ها از طریق مسیرهای مخاطی بینی و خوراکی به کار گرفته می‌شود. این پلیمر یک مشتق کیتوزان است که حلالیت آن در آب از طریق متیلاسیون گروه آمین نوع اول و تبدیل آن به آمونیوم افزایش پیدا کرده است. در این فرایند، متیلاسیون گروه هیدروکسی نیز انجام می‌شود که حلالیت آن در آب را کاهش می‌دهد. هدف این مطالعه بررسی سمیت تری متیل کیتوزان با وزن مولکولی بالا و درصد بیشتری از آمین نوع چهارم بوده است. به این منظور ابتدا دی متیل کیتوزان با روش متیلاسیونeschweilerclarke  سنتز گردید. سپس برای پرهیز از متیلاسیون گروه هیدروکسی که در شرایط قلیایی اتفاق می‌افتد ادامه متیلاسیون توسط واکنشmenshutkin  و با استفاده از یدومتان به‌عنوان عامل آلکیله کننده و در حلال nmp انجام شد. درصد دی متیلاسیون و کواترنیزاسیون با روش‌های nmr و ftir  تعیین شد. میزان سمیت سلولی محصول تولیدشده، با روش mtt علیه سلول‌های اپی‌تلیال caco2 بررسی شد. فعالیت همولیتیک محصول سنتزی نیز با روش رهایش هموگلوبین در گلبول‌های قرمز انسانی انجام شد. داده‌ها از لحاظ آماری با روش anova و آزمون توکی ‌بررسی شدند. پلیمر سنتز شده تا غلظت 1 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر در سلول caco2 فاقد سمیت بود و تا سطح 0.001 اختلاف معنادار مشاهده نشد (0.001>p). در آزمایش رهایش هموگلوبین نیز با افزایش غلظت پلیمر افزایش سمیت مشاهده نشد. بنابراین پلیمر سنتز شده می‌تواند به عنوان یک حامل انتقال مواد زیستی به کار رود.

Synthesis and Toxicity Assay of Trimethyl Chitosan Chloride as a Carrierfor Vaccines and Drugs

Trimethyl 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, Omethylation 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 EschweilerClarke methylation method. Then, to avoid the Omethylation, 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 Caco2 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.