Record Details

HEMOCOMPATIBILITY OF N-CARBOXYACYL DERIVATIVES OF CHITOSAN

Translational Medicine

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title HEMOCOMPATIBILITY OF N-CARBOXYACYL DERIVATIVES OF CHITOSAN
ГЕМОСОВМЕСТИМОСТЬ N-КАРБОКСИАЦИЛЬНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ХИТОЗАНА
 
Creator Dmitriy Sonin L.
Yury Skorik A.
Lyubov Vasina V.
Darya Kostina A.
Anna Malashicheva B.
Evgeniya Pochkaeva I.
Marina Vasyutina L.
Anna Kostareva A.
Michael Galagudza M.
Дмитрий Сонин Леонидович; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России; Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова»
Юрий Скорик Андреевич; Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Институт высокомолекулярных соединений» Российской академии наук; Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургская государственная химикофармацевтическая академия» Минздрава России
Любовь Васина Васильевна; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Дарья Костина Алексеевна; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Анна Малашичева Борисовна; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России; Санкт-Петербургский государственный университет
Евгения Почкаева Игоревна; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Марина Васютина Львовна; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины»
Анна Костарева Александровна; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России
Михаил Галагудза Михайлович; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Северо-Западный Федеральный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова» Минздрава России; Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова»
 
Subject N-сукцинил-хитозан; N-глутарил-хитозан; гемосовместимость; гемодинамика; гемолиз; N-succinyl-chitosan; N-glutaryl-chitosan; hemocompatibility; hemodynamics; hemolysis
 
Description Objective. To determine hemocompatibility of N-succinyl-chitosan (SC) and N-glutaryl-chitosan (GC). Materials and methods. Effect of SC and GC on the vascular-platelet hemostasis (adhesion and agonist-induced aggregation) and anticoagulation properties (APTT, PT and TT) of SC and GC was evaluated with donor blood. The acute toxicity of SC and GC was evaluated on anesthetized rats, which was subjected to intravenous administration of 1 % solutions of SC and GC. The effect on systemic hemodynamics and the presence of hemolysis was evaluated. Cell viability assay (MTT-test) in the presence of SC and GC was carried out with HL-1 cell line for evaluation of cytotoxic potential of chitosan derivatives. Results. Intravenous administration of aqueous solutions of SC and GC (molecular weight 83,000, deacetylation degree 0.93) in acute experiments on anesthetized rats did not cause hemolysis, changes in the parameters of systemic hemodynamics and respiratory rate. The data from the platelet aggregation assays and the coagulation assays with human blood indicate that chitosan derivatives possess anticoagulant and antiplatelet properties. In the test for cytotoxicity (MTT-test) addition of SC (degree of substitution 0.85) in cell medium did not affect the viability of HL-1 cell culture within 3 days of incubation, while GC (degree of substitution 0.71) showed toxic effect after cell exposure to different concentrations (0,1 %, 0,01 % и 0,001 %) of the one after two days of incubation. Conclusion. The results show the low toxicity of SC and possibility of its use in biomedical applications and in the development on its base parenteral formulations. The observed toxicity of GC does not allow to recommend its parenteral administration. However, given the lack of influence of GC on the systemic hemodynamics, further modification of the GC is needed to reduce the effects on platelet function and cell viability.
Цель исследования - изучение гемосовместимости N-сукцинил-хитозана (СХ) и N-глутарил-хитозана (ГХ). Материалы и методы. Влияние СХ и ГХ на сосудисто-тромбоцитарный гемостаз оценивали в тестах на адгезию и индуцируемую агрегацию тромбоцитов крови человека, влияние на плазменный гемостаз - в тестах на АПТВ, ПВ и ТВ также с донорской кровью. Острую токсичность СХ и ГХ оценивали в эксперименте на наркотизированных крысах по влиянию внутривенного ведения 1 % растворов СХ и ГХ на системную гемодинамику крысы и наличие гемолиза через час после введения. Оценку цитотоксичности проводили в МТТ-тесте на клеточной культуре HL-1. Результаты. Внутривенное введение растворов СХ и ГХ (молекулярная масса 83000, степень деацетилирования 0,93) в остром эксперименте на наркотизированных крысах не вызвало гемолиза, изменений в параметрах системной гемодинамики и частоте дыхания. В тестах с донорской кровью выявлены антикоагулянтные и антиагрегантные свойства производных хитозана. В тесте на цитотоксичность добавление СХ (степень замещения 0,85) в клеточную среду не влияло на жизнеспособность культуры клеток HL-1 в течении 3 суток инкубации, тогда как ГХ (степень замещения 0,71) в различных концентрациях (0,1 %, 0,01 % и 0,001 %) проявил токсичность при экспозиции двое суток и более. Заключение. Результаты свидетельствуют о низкой токсичности СХ и возможности его использования в биомедицинских целях и разработке на его основе парентеральных лекарственных форм. Выявленная токсичность ГХ не позволяет рекомендовать его использование для парентерального введения. Однако с учетом отсутствия влияния ГХ на системную гемодинамику целесообразна дальнейшая модификация ГХ для уменьшения влияния на функцию тромбоцитов и сохранения жизнеспособности клетки.
 
Publisher Federal Almazov North-West Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia
 
Date 2016-12-23
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/181
 
Source Translational Medicine; Том 3, № 2 (2016); 80-88
Трансляционная медицина; Том 3, № 2 (2016); 80-88
2410-5155
2311-4495
 
Language rus
 
Relation http://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/181/182
Berezin AS, Lomkova EA, Skorik YuA. Chitosan conjugates with biologically active compounds: design strategies, properties, directed transport to the biological target. Izvestija Akademii nauk. Serija himicheskaja = Russian Chemical bulleten. 2012; 61(4): 778-793. In Russian. [Березин А. С, Ломкова Е. А, Скорик Ю. А. Конъюгаты хитозана с биологически активными соединениями: стратегии конструирования, свойства, направленный транспорт к биомишени. Известия Академии наук. Серия химическая. 2012; 61(4): 778-793].
Park JH, Saravanakumar G, Kim K, Kwon IC. Targeted delivery of low molecular drugs using chitosan and its derivatives. Advanced Drug Delivery Reviews. 2010; 62(1): 28-41.
Kato Y, Onishi H, Machida Y. Contribution of chitosan and its derivatives to cancer chemotherapy. In Vivo. 2005; 19(1): 301-310.
Carreno-Gomez B, Duncan R. Valuation of the Biological Properties of Soluble Chitosan and Chitosan Microspheres. International Journal of Pharmaceutics. 1997; 148(2): 231-240.
Minami S, Suzuki H, Okamoto Y, Fujinaga T, Shigemasa Y. Chitin and chitosan activate complement via the alternative pathway. Carbohydrate Polymers. 1998; 36: 151-155.
Samohvalov IM, Golovko K.P, Reva VA et al. The use of local hemostatic agent “Celox” in experimental model of massive mixed external bleeding. Vestnik Rossijskoj voenno-medicinskoj akademii=Journal of russian military medical academy. 2013; 4(44): 187-191. In Russian. [Самохвалов И. М, Головко К. П, Рева В. А. и др. Применение местного гемостатического средства «Celox» в экспериментальной модели массивного смешанного наружного кровотечения. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2013; 4(44): 187-191].
Okamoto Y, Yano R, Miyatake K, et al. Effects of chitin and chitosan on blood coagulation. Carbohydrate Polymers. 2003; 53(3): 337-342.
Vikhoreva G, Bannikova G, Stolbushkina P, et al. Preparation and anticoagulant activity of low-molecular-weight sulfated chitosan. Carbohydrate Polymers. 2005; 62(4): 327-332.
Kamiyama K, Onishi H, Machida Y Biodisposition characteristics of N-succinyl-chitosan and glycol-chitosan in normal and tumor-bearing mice. Biological & Pharmaceutical Bulletin. 1999; 22(2): 179-186.
Kato Y, Onishi H, Machida Y. Lactosaminated and intact N-succinyl-chitosans as drug carriers in liver metastasis. International Journal of Pharmaceutics. 2001 226(1-2): 93-106.
Zubareva A. A, Shcherbinina T. S, Varlamov V. P. Progress on Chemistry and Application of Chitin and Its Derivatives. 2014; 19: 145-154.
Dasha M, Chiellinia F, Ottenbriteb R. M, Chiellinia E. Chitosan - A versatile semi-synthetic polymer in biomedical applications. Progress in Polymer Science. 2011; 36: 981-1014.
Panevin A. A. Slugbottomoffset the effect of N-succinyl-chitosan in a model of acute acoustic subparagtaph impact. Rossijskaja otorinolaringologija = Russian otorhinolaryngology. 2015; 3: 107-110. In Russian. [Паневин А. А. Слуховосстанавливающий эффект N-сукцинил-хитозана в условиях модели острого акустического субповреждающего воздействия. Российская оториноларингология. 2015; 3: 107-110].
Hirano S, Moriyasu T. N-(Carboxyacyl)chitosans. Carbohydrate Research. 1981; 92(2): 323-327.
Korolev D. V, Aleksandrov I. V, Galagudza M. M. i dr. Automation of data acquisition and processing of physiological experiment. Regionarnoe krovoobrashhenie i mikrocirkuljacija = Regional haemodynamics and microcirculation. 2008; 7(2): 79-84. In Russian. [Королев Д. В, Александров И. В, Галагудза М. М. и др. Автоматизация получения и обработки данных физиологического эксперимента. Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2008; 7(2): 79-84].
Niks M, Otto M. Towards an optimized MTT assay. Journal of Immunological Methods. 1990; 130(1): 149-151.
Huang R, Du Y, Yang J, et al. Influence of functional groups on the in vitro anticoagulant activity of chitosan sulfate. Carbohydrate Research. 2003; 338(6): 483-489.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).