مع تزايد الحاجة إلى حلول مستدامة في مختلف المجالات، أصبح استغلال الموارد الطبيعية المتجددة محور اهتمام الباحثين. يُعد الكيتين والكيتوسان من أهم البوليمرات الحيوية التي يمكن استخلاصها من المصادر الطبيعية مثل قشور القشريات (الجمبري، وسرطان البحر)، وبعض الفطريات. يتميز هذان البوليمران بخصائص فريدة مثل القابلية للتحلل الحيوي، والقدرة على الامتصاص والالتصاق، بالإضافة إلى خصائصهما المضادة للبكتيريا، مما يجعلهما مواد واعدة لتطبيقات طبية، بيئية، وصناعية متعددة.
الكيتين والكيتوسان: التركيب الكيميائي والتحضير
الكيتين
الكيتين هو ثاني أكثر البوليمرات الطبيعية وفرة بعد السليلوز، ويتكون من وحدات N-أسيتيل غلوكوزأمين المرتبطة بروابط غليكوسيدية. يوجد بكثرة في الهياكل الخارجية للقشريات والحشرات، كما يتواجد في جدران بعض الفطريات. يتميز بصلابته العالية وقابليته للتحلل الحيوي، لكنه غير قابل للذوبان في الماء ومعظم المذيبات العضوية.
الكيتوسان
يتم تحضير الكيتوسان من خلال إزالة مجموعة الأسيتيل من الكيتين باستخدام المعالجة القلوية (هيدروكسيد الصوديوم)، مما يؤدي إلى زيادة قابليته للذوبان في المحاليل الحمضية الضعيفة. يتميز الكيتوزان بخصائصه الفريدة، مثل القدرة على الامتصاص، النشاط الحيوي، والسمية المنخفضة، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات حيوية واسعة.



التطبيقات الحيوية المبتكرة للكيتين والكيتوسان

التطبيقات الطبية والصيدلانية
يُستخدم الكيتوسان على نطاق واسع في المجال الطبي بفضل خصائصه المضادة للبكتيريا والقابلة للتحلل الحيوي
تحضير الضمادات الحيوية: يعمل الكيتوسان على تعزيز التئام الجروح ومنع العدوى، حيث يدخل في تصنيع الأغشية والضمادات الطبية التي تساعد في علاج الجروح والحروق.
توصيل الأدوية: يتم تطوير أنظمة توصيل دوائية تعتمد على الكيتوسان لحماية الأدوية الحساسة وزيادة فعاليتها. يُستخدم في تصنيع الجسيمات النانوية المحملة بالأدوية لتحسين الامتصاص والاستهداف الدقيق للخلايا.
هندسة الأنسجة: يُستخدم الكيتوسان في تصنيع الهياكل الحيوية ثلاثية الأبعاد (Scaffolds) التي تدعم نمو الخلايا وإعادة بناء الأنسجة التالفة.
معالجة المياه والتطبيقات البيئية
يمتلك الكيتوسان قدرة عالية على الامتصاص، مما يجعله مفيدًا في تقنيات معالجة المياه
إزالة المعادن الثقيلة: يعمل الكيتوسان على امتصاص الأيونات السامة مثل الرصاص، الكادميوم، والزئبق من المياه الملوثة، مما يجعله مادة صديقة للبيئة لمعالجة المياه الصناعية.
تنقية المياه من الأصباغ العضوية: يُستخدم الكيتوسان في إزالة الأصباغ الصناعية من مياه الصرف الناتجة عن المصانع النسيجية، مما يساهم في تقليل التلوث البيئي.
التطبيقات الغذائية والتعبئة الحيوية
المواد الحافظة الطبيعية: يُستخدم الكيتوسان كمادة حافظة طبيعية في صناعة الأغذية نظرًا لخصائصه المضادة للبكتيريا والفطريات، مما يساعد في إطالة عمر المنتجات الغذائية.
أغلفة التعبئة الحيوية: يتم تطوير أفلام تغليف صديقة للبيئة تعتمد على الكيتوسان، والتي تحل محل البلاستيك التقليدي وتساهم في تقليل النفايات البلاستيكية.

التطبيقات الزراعية
تحفيز نمو النباتات: يعمل الكيتوسان على تحفيز المناعة الطبيعية للنباتات وزيادة مقاومتها للأمراض، مما يقلل الحاجة إلى المبيدات الكيميائية.
تحضير الأسمدة الذكية: يتم تطوير مواد زراعية تعتمد على الكيتوسان لإطلاق المغذيات بشكل بطيء ومستدام، مما يعزز كفاءة الأسمدة ويحمي البيئة.
يُعد الكيتين والكيتوسان من البوليمرات الطبيعية الواعدة التي تساهم في تحقيق الاستدامة في مختلف المجالات. من الطب والصيدلة إلى معالجة المياه والزراعة، يوفر هذان البوليمران حلولًا مبتكرة وصديقة للبيئة تحل محل المواد التقليدية الضارة. مع استمرار البحث والتطوير، يُتوقع أن تلعب هذه المواد دورًا رئيسيًا في الصناعات الحيوية في المستقبل.

جامعة المستقبل الجامعة الاولى في العراق