ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ХИТОЗАНА С ГЕНТАМИЦИНОМ

 

Мурзагильдина А.С.

Башкирский государственны университет,

Уфа, Россия.

Аспирант 1г.

anzhela_murzagil@mail.ru

Научный руководитель: Кулиш Е.И.

 

Современные исследователи уделяют большое внимание изучению полимерных лекарственных соединений. Это связано с тем, что фармакологические препараты, связанные с полимерной матрицей, имеют пролонгированный терапевтический эффект и менее выраженную токсичность. В качестве матрицы для иммобилизации лекарственных препаратов перспективным представляется использование природного полисахарида – хитозана, который обладает рядом ценных свойств. В литературе имеются сведения о возможном медицинском применении хитозана, в том числе по получению ранозаживляющих повязок на его основе. Однако сведения о комплексообразовании хитозана с лекарственными соединениями практически отсутствуют.

Целью данной работы является изучение комплексообразования хитозана с антибиотиком аминогликозидного ряда – гентамицином (ГМ). Продукты взаимодействия получали смешением растворов ГМ и ХТЗ. В качестве растворителя для ХТЗ использовали уксусную кислоту различной концентрации (1, 10, 70%). Концентрация ХТЗ в растворе составила 2 % масс. Константу равновесия комплексных соединений определяли, используя метод мольных отношений. Количество ГМ, комплексносвязаного с ХТЗ определяли по данным элементного анализа.

Электронный спектр ГМ при его концентрации 10^-2 моль/л в 1% уксусной кислоте характеризуются наличием одного максимума поглощения при 286 нм. При добавлении в раствор сравнимого количества ХТЗ (который сам в этой области спектра не поглощает), интенсивность пика поглощения увеличивается, а максимум поглощения сдвигается примерно на 4 нм. Спектральные изменения свидетельствуют о влиянии, оказываемом ХТЗ на электронную систему ГМ и образовании комплекса.

Данные ИК-спектра продукта реакции также свидетельствуют об образовании комплекса. Более того, анализ ИК спектров позволяет сделать вывод о том, что взаимодействие между ХТЗ и ГМ происходит в большей степени при получении продукта реакции в 1% уксусной кислоте, поскольку уменьшение интенсивности полос поглощения в спектрах продукта реакции, полученного из 70% кислоте существенно меньше, нежели полученного из 1% уксусной кислоты. Прямое определение количества ГМ, комплексносвязанного с хитозановой матрицей, подтверждает данные ИК спектроскопии (табл. 1).

Таблица 1. Некоторые характеристики комплексов хитозан-гентамицин

Концентрация уксусной кислоты в исходном растворе, г/дл	Содержание ГМ в комплексе, % масс.	Кравновесия, л/моль	Степень протонирования ХТЗ, a
	59,8		0,62
	42,8		0,54
	39,6		0,10

 

О меньшем образовании водородных связей между ХТЗ и ГМ при увеличении кислотности среды косвенно свидетельствует и изменение растворимости продукта взаимодействия. Так, продукт взаимодействия ХТЗ с ГМ, полученный из 70% уксусной кислоты растворятся в 1,5-2 раза быстрее, нежели комплекс, полученный из 1% уксусной кислоты.

Изменение кислотности среды находит свое отражение и на константе равновесия. Как видно из данных таблицы 1, чем меньше концентрация уксусной кислоты, используемой в качестве растворителя, тем больше константы равновесия

Обнаруженное влияние концентрации уксусной кислоты на устойчивость и количество образуемого комплекса ХТЗ-ГМ могут быть объяснены с учетом конформационных перестроек в макромолекулярном клубке хитозана. Так, как видно из приведенных в табл.2 данных степень протонирования макромолекул уменьшается при увеличении концентрации уксусной кислоты в растворе вследствие уменьшения степени диссоциации уксусной кислоты. При этом, чем больше степень протонирования ХТЗ в растворе, тем более развернутую конформацию должен иметь макромолекулярный клубок, вследствие отталкивания одноименных зарядов. Можно предположить, что именно в том случае, когда реализуется вытянутая форма макромолекулы доступность звеньев ХТЗ для взаимодействия с молекулой антибиотика максимальна.

Таким образом, исследование взаимодействия гентамицина с хитозаном позволяет говорить о комплексообразовании между молекулой полимера и антибиотика за счет образования водородных связей, прочность и количество которых зависит от концентрации уксусной кислоты, используемой в качестве растворителя. Возможная причина влияния уксусной кислоты на прочность и количество комплекса – конформационные перестройки хитозана, обусловленные существенно различной степенью протонирования.

 

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и республики Башкортостан (грант р_поволжье_а № 11-03-97016)