Хитозан – это пищевой продукт, биологически активная «морская клетчатка» из панцирей крабов и креветок. С химической точки зрения, хитозан - это сложный углевод, относящийся к полисахаридам. Полисахариды (гликаны) – общее название огромного класса природных веществ из повторяющихся звеньев моносахаридов, таких как глюкоза, фруктоза, глюкозамин и др. Короткие полисахариды называют олигосахаридами. Полисахариды жизненно необходимы для человека, животных и растений, так как обеспечивают сцепление клеток в тканях, выполняют функции структурного и энергетического материала. Вся история хитозана – это история совершенствования методов получения и очистки природного сырья, создания из этого сырья различной продукции и расширения областей ее применения.
«Три великана» из мира природных полисахаридов – Крахмал, Целлюлоза и Хитин
К самым распространенным в природе полисахаридам относится целлюлоза, после нее идут крахмал и хитин. Крахмал– главный резервный полисахарид растений, который используется в основном для запасания энергии. Целлюлоза (клетчатка) – структурный полисахарид растительного мира – главная составная часть скелета растений. Из целлюлозы строится сам каркас (структура) любого дерева, травинки или тычинки. Хитин – структурный полисахарид панцирей морских обитателей, таких как крабы, омары, креветки, криль. Хитин также содержится в скелетах и крыльях насекомых, клеточных стенках грибов и некоторых водорослей. Хитин, подобно целлюлозе в растениях, выполняет поддерживающие и механические функции. Но при этом макромолекулы хитина и их пространственная укладка не имеет ничего общего с целлюлозой. По распространенности в живой природе хитин является третьим (а по некоторым данным - даже вторым) из наиболее часто встречающихся полисахаридов.
Волнующие факты из истории хитозана и хитозанового геля
Люди издавна использовали хитин. В классическом китайском лечебнике «Бэньцао ганму» 1578 года записано: «Панцирь помогает рассасыванию гематом и способствует пищеварению». Химическая формула хитина была открыта в 1811 году при исследовании состава грибов директором ботанического сада Нанси, профессором естественной истории Анри Браконно. Он и не предполагал, что положил начало необыкновенной истории хитина и хитозана. Позже, в 1823 году, хитин был выделен из внешнего скелета членистоногих французским ученым Андре Одье. Именно он и назвал это вещество хитином (от греч. Chiton: хитон - одежда, кожа, оболочка). А в 1859 году профессор С.Роже посредством высокотемпературного щелочного гидролиза из хитиновых панцирей креветок и крабов выделил чистый полисахарид хитозан. Само название «хитозан» придумал Хоппе-Зейлер в 1894 году. Оно было дано очищенному от примесей хитину, прошедшему процесс деацетилирования. И только через 100 лет хитин и хитозан привлекли к себе пристальное внимание более широкого круга ученых благодаря уникальным свойствам хитозана, таким как биосовместимость с тканями человека и многогранная биологическая активность. На сегодняшний день многие специалисты называют хитозан веществом 21 века, и это не случайно. Хитин и хитозан, получаемые из панциря промысловых ракообразных и других источников, обладают множеством полезных свойств. Доктор Сэм Хадсон из Университета Северной Каролины, занимающийся глобальными исследованиями хитина, заявлял, что «исследователи стоят на пороге прекрасного нового мира. Такого же бесконечного, как и количество продуктов, которые можно получить из хитина и его производного – хитозана». Наш отечественный знаменитый хитинолог, профессор Л.С. Гальбрайх, еще в 2001 году прогнозировал, что этот материал «в ближайшем будущем может занять заметное место в самых различных областях нашей жизни». Интерес к хитозану продолжает расти в связи с возможностью его применения в химической технологии, медицине, косметологии, биотехнологии, фармацевтической, пищевой и оборонной промышленности; в сельском хозяйстве; для очистки воды; для создания растворимого шовного материала и имплантатов, трансдермальных систем доставки биологически активных веществ, биоразлагаемой упаковки, инкапсулирования лекарственных средств и т.д. В настоящее время практическое применение хитозана быстро расширяется.
Хитин и Хитозан – природные биополимеры
Хитин и хитозан – большие полимерные макромолекулы, создаваемые самой природой. Хитин - это линейный полисахарид, который состоит из звеньев, включающих глюкозамин и N-ацетилглюкозамин. Хитин похож на целлюлозу и отличается от нее тем, что вместо гидроксильной группы во втором положении находится ацетилированная аминогруппа. Именно наличие этой группы придает хитину особые, ценные в практическом отношении свойства. Ниже приведены структурные формулы элементарных звеньев целлюлозы, хитина и его важного деацетилированного производного – хитозана. В ходе более чем 100-летнего исследования были обнаружены и экспериментально подтверждены интересные и необычные свойства хитозана, которыми не обладают другие биополимеры. Хитозан и его производные являются перспективными биоматериалами настоящего и будущего. Основным источником получения хитина до сих пор является сырье, остающееся от переработки пищевых морепродуктов - представителей ракообразных. В производстве хитозана из хитина лидируют Китай, Япония и США.
Какими биохимическими свойствами обладает хитозан?
Хитозанимеет уникальную структуру, крайне редкую для полисахаридов. Молекулы хитозана имеют большое количество свободных водородных связей и положительно заряженных аминогрупп. Это позволяет хитозану играть роль как природного катионного полиамина, так и молекулярного сита и гидрофобного агента. Отсюда вытекает его важнейшие биохимические свойства, а именно:
- связывать и удерживать большое количество органических водорастворимых веществ
- выборочно адсорбировать углеводороды, жиры и жирорастворимые соединения
- образовывать хелатные и комплексные соединения с различными металлами и токсинами
- хорошо растворяться в органических кислотах (уксусной, лимонной, щавелевой, янтарной) и не растворяться в воде
- способность к набуханию в воде
- более высокая химическая и сорбционная активность в отличие от растительной клетчатки (целлюлозы) и других сорбентов природного и синтетического происхождения.
Хитозан – один из основных волокнообразующих природных биополимеров. Естественно, он и его производные обладают пленкообразующими свойствами. Благодаря биосовместимости с тканями человека, низкой токсичности, способности усиливать регенеративные процессы при заживлении ран, биодеградируемости, такие материалы представляют особый интерес для медицины, косметологии, поддержания здорового качества жизни. Многогранные свойства хитозана позволили специалистам ВекторПро создать уникальные гидрогелевые композиции для кожи и слизистых с регенерирующими и целительными характеристиками.
Гидрогели в природе и их аналоги
Гидрогель, т.е. водный гель. Естественно ли это? Если заглянуть в учебники по химии, физике и биологии, то можно найти интересные вещи, которые мы просто не замечаем, но постоянно живем с ними. Например, клетки, цитоплазма, внеклеточный матрикс, гель, золь и коллоид. Что их всех объединяет? Невероятно, но это – наличие гелеобразной структуры. Именно гель вне и внутри живой клетки объединяет все клеточные структуры, обеспечивает их химическое взаимодействие. Все процессы успешно осуществляются благодаря гелеобразной среде, основу которой составляет вода от 60 до 95% общей массы. Вода необходима для передвижения различных веществ в клетке и организме, поглощения полезных веществ и выведения продуктов метаболизма. Различные неблагоприятные воздействия, болезни и возрастные изменения приводят к изменениям вязкости цитоплазмы и внеклеточного матрикса, к нарушениям клеточной проницаемости и других клеточных функций. И как следствие – нарушение баланса воды и гибель тканей. Гидрогель, другими словами структурированный водный коллоид, привычное для живого организма состояние. Поэтому в настоящее время многие биотехнологические компании прилагают усилия по разработке гидрогелей, созданных человеком – гелей на основе полимеров и воды. Гидрогели представляют собой нерастворимую сеть влагоудерживающих полимеров, способную поглощать биологические жидкости и воду от 20% и более. Пространственная структура гидрогелей является результатом поперечной сшивки полимеров. Искусственные гидрогели очень разные: они могут походить на мягкую резину, твердое желе, мягкий обычный гель. Также по-разному выглядит и их внутренняя структура на молекулярном уровне. Это может быть сетка, гранулы, глобулы и пр. Например, сетчатые гидрогели могут обеспечить доставку воды и питательных веществ на поверхность кожи, они лежат на поверхности кожи и не проникают внутрь. Для более глубокого воздействия создаются более сложные по строению гели. Чаще всего гидрогели состоят из искусственно синтезированных полимеров, но также могут конструироваться на основе природных биополимеров. Инновационная компания ВекторПро создала биоактивную Васнум® формулу – гелевую основу с высокотехнологичной гранулированной структурой из хитозана – природного полисахарида морского происхождения.
Хитозановые гели ВекторПро
Компания ВекторПро производит по оригинальной запатентованной технологии гель из природного вещества – хитозана. Известно, что хитозан – продукт моря – пищевой продукт, сорбент, компонент пищевых добавок. Иногда его используют в косметике в качестве влагоудерживающего агента. Компания ВекторПро создала особый структурированный микрогранулированный хитозановый гель Васна® – эффективное заживляющее средство. Используя тот же подход, разработана революционная биоактивная основа косметических и лечебных средств, состоящая только из хитозана и воды – Васнум® формула. Хитозановый гель отличают натуральность, глубокое воздействие, трансдермальная доставка активных веществ, сродство к коже и другим тканям организма.
Что такое хитозановый гель и серия гелей Васна?
Хитозановый гель – это гелеобразная композиция из воды и хитозана. Хитозановый гель Васна® – эффективное заживляющее средство. Используя тот же подход, разработана революционная биоактивная основа косметических и лечебных средств, состоящая только из хитозана и воды – Васнум® формула. Хитозановые лечебно-косметические гелевые композиции, выпускаемые под брендом Васна, специально созданы для нанесения на здоровую и повреждённую кожу и слизистые оболочки. Базовый хитозановый гель обладает большим набором уникальных ценных свойств, включая разнообразную биологическую активность (регенерирующее и антиоксидантное действие, активизация микроциркуляции и поддержка иммунной системы, антибактериальная активность и др.). Он защищает кожу, образуя пленку, а также проникает в глубокие слои кожи и воздействует на клеточном уровне. Почему был выбран хитозан? Хитозан – продукт природы. Хитозан безопасен. Хитозан родственен тканям нашего организма. Он построен из глюкозамина, необходимого вещества для соединительной ткани. В нем также присутствует N-ацетил-глюкозамин – компонент гиалуроновой кислоты. Гелевая матрица Васнум® формула естественна для кожи, не вызывает аллергии, не привносит ничего синтетического, никакой посторонней информации. Гель может удерживать воду в количестве 90% и более от своего веса. Гель можно нагрузить различными полезными веществами, в зависимости от решаемой задачи. Как ученые ВекторПро сделали хитозановый гель доступным для кожи? По особой запатентованной технологии хитозан был переведен в микрогранулированную коллоидную форму. Коллоидные частицы в геле - это свернутые в клубок биомолекулы хитозана размером не более 100 нм. В результате гелевая матрица Васнум® формула способна работать не только на поверхности кожи, но и в более глубоких ее слоях. Уникальная современная технология позволяет получать хитозановый гель с новыми качествами – высокой проникающей способностью, заживляющим и обеззараживающим действием, способностью прочно удерживать в своей структуре воду, а также растворенные и взвешенные в воде вещества – полезные масла, ионы металлов, витамины, аминокислоты и т.д.– и «адресно» доставлять их в глубокие слои кожи. Транспортные свойства микрогранул хитозана в геле обусловлены его положительным зарядом. Это позволяет микрогранулам хитозана связываться с поверхностью кожи и поврежденными клетками, которые, как известно, несут отрицательный заряд. При нанесении на поверхность кожи хитозановый гель образует влажное гелевое покрытие, которое создает комфортную среду для поврежденных клеток. Такое покрытие из геля способствует быстрому заживлению ран и ожогов, работая как «биокожа». Если гелю позволить высохнуть или распределить его по коже тонким слоем, то тогда хитозановый гель образует сверхтонкое покрытие по типу «биомембраны», которое не пропускает бактерии, вирусы и крупные молекулы, но позволяет коже свободно дышать и удерживать влагу. Тем самым гель усиливает защитную функцию кожи. Расщепление микрогранул хитозана до обычных производных глюкозы происходит под действием ферментов, присутствующих в коже – лизоцима и амилазы. Поэтому гель полностью биодеградируем, биологически совместим и на 100% используется организмом.
На базе Васнум® формулы создана целая серия гелей Васна. Гелевые композиции дополнены ионами серебра, экстрактом календулы, экстрактом зеленого грецкого ореха, экстрактом сирени, прополисом.
Итак, любой хитозановый гель Васна обладает пятью значимыми для здоровья кожи эффектами:
- моментально пропитывает водой верхний кератиновый слой, и постепенно увлажняет внутренние слои кожи
- насыщает внутренние слои кожи глюкозамином и N-ацетилглюкозамином
- обладает транспортными свойствами – доносит биологически активные вещества до глубоких слоев дермы
- защищает кожу, образуя на ее поверхности дышащую пленку
- активизирует регенерацию и самовосстановление
В зависимости от добавленных ингредиентов биомедицинские, дерматологичекие и косметические свойства гелей Васна значительно расширяются. Хитозановый гель отличается натуральностью, глубоким воздействием, родством к коже и организму в целом. Комплекс свойств хитозановых композиций обеспечивает выраженный многосторонний эффект – заживление поврежденной кожи, устранение внутренних факторов, вызывающих как возрастные, так и «болезненные» изменения в коже и тканях, защита от внешних неблагоприятных факторов. Результат – поддержка молодости и здоровья кожи, тканей и слизистых оболочек.