Hitozāna-cianoguanidīna atvasinājumu sintēze un īpašību izpēte

Abstract

Traumas, osteoporoze un infekcijas var izraisīt kritiskus kaulu defektus, kā rezultātā var tikt bojāta kaula organiskā fāze, kas veido ~30% no kaula struktūras un ir atbildīga par tā elastību. 90% no kaula organiskās fāzes veido I tipa kolagēns, atlikušie 10% ir proteoglikāni un glikoproteīni. Bakalaura darba ietvaros tiek analizēts inovatīvs hitozāna-ciānoguanidīna atvasinājums, kuru potenciāli varētu izmantot kā alternatīvu I tipa kolagēnam. Darba mērķis bija modificēt hitozānu ar cianoguanidīnu un raksturot iegūtā atvasinājuma fizikālķīmiskās īpašības – molekulāro struktūru, šķīdību un derivatizēšanas pakāpi, kā arī izpētīt antimikrobiālo iedarbību un biosaderību. Paraugu analīzei tika izmantota Furjē transformācijas infrasarkanā spektroskopija (FT-IR), šķīdības testi, elementu analīze CHNS, in vitro antimikrobiālās iedarbības noteikšana ar baktērijam P. aeruginosa, S. aureus un raugu C. albicans, kā arī in vitro biosaderības noteikšana, izmantojot MG-63 un MC3T3-E1 šūnu līnijas.

Trauma, osteoporosis, and infections can cause critical bone defects, resulting in damage to the organic phase of bone, which makes up approximately 30% of the bone structure and is responsible for its elasticity. Type I collagen constitutes 90% of the bone’s organic phase, while the remaining 10% consists of proteoglycans and glycoproteins. Within the scope of this bachelor’s thesis, an innovative chitosan–cyanoguanidine derivative is analyzed, which could potentially be used as an alternative to type I collagen. The aim of the work was to modify chitosan with cyanoguanidine and to characterize the physicochemical properties of the derivative – molecular structure, solubility, and degree of derivatization – as well as to investigate its antimicrobial activity and biocompatibility. For sample analysis, Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), solubility tests, CHNS elemental analysis, and in vitro antimicrobial activity assays against P. aeruginosa, S. aureus, and the yeast C. albicans were used. In vitro biocompatibility was assessed using the MG-63 and MC3T3-E1 cell lines.