Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 532

Химики ФИЦКИА УрО РАН испытали инновационный медицинский материал на растворах, моделирующих состояние раневой поверхности

Химики ФИЦКИА УрО РАН испытали инновационный медицинский материал на растворах, моделирующих состояние раневой поверхности
Первые испытания альгинат-хитозанового аэрогеля показали его эффективность.

Учёные лаборатории химии растительных биополимеров Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН разрабатывают новые материалы на основе биополимерных комплексов, предназначенные для применения в медицине и фармакологии. Первые испытания альгинат-хитозанового аэрогеля показали его эффективность.

Биополимеры – высокомолекулярные соединения (полисахариды, лигнин, хитин и т.д.), извлекаемые из природных источников растительного и животного происхождения и обладающие ценными биологическими свойствами – совместимостью с живыми тканями и биоразлагаемостью (способностью быстро деструктировать под влиянием факторов окружающей среды).

Одна из последних, актуальных разработок архангельских химиков – биополимерные композитные аэрогели. Это материалы, обладающие уникальными физическими свойствами, которые позволяют повысить эффективность процесса лечения раневых поверхностей человека и животных.

Учёные лаборатории химии растительных биополимеров Института экологических проблем Севера ФИЦКИА УрО РАН получают органические аэрогели на основе биополимерных комплексов. Разработанный комплекс «альгинат-хитозан» производится из альгината бурых водорослей Белого моря  и хитина (хитозана) панцирьсодержащего сырья (крабы, креветки), добываемого в Баренцевом море.

– Макромолекула альгината содержит карбоксильные группы, которые заряжены отрицательно, а макромолекула хитозана – аминогруппы, заряженные положительно, – объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории Ольга Бровко. – При взаимодействии отрицательно и положительно заряженных групп и образуется комплекс. Его структура, морфология и свойства  отличаются от структуры и свойств исходных полиэлектролитов.

Фактически речь идёт о своеобразном синергетическом эффекте: в составе биополиэлектролитного комплекса один полиэлектролит усиливает, взаимно обогащает свойства другого. В результате, материал обретает новые свойства.

Технология получения аэрогеля включает несколько этапов. Сначала из исходных полиэлектролитов – альгината и хитозана получают гель. Затем гель проходит стадию сушки в среде сверхкритического флюида (диоксида углерода). Сверхкритический флюид – форма агрегатного состояния вещества, в которую способны переходить многие органические и неорганические вещества при достижении определенной температуры и давления. В этом состоянии исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Сушку материала осуществляют в экстракционных установках (автоклавах) для СКФ- экстракции.

В результате сушки получается мезопористая матрица с очень низкой плотностью и массой (иногда аэрогели метафорически называют «замороженный дым» и «твёрдый газ»). В трёхмерной структуре этого вещества жидкая фаза полностью заменена воздухом. Аэрогель имеет низкий коэффициент теплопроводности, электропроводности и преломления света. Иначе говоря, обладает свойствами изоляционного материала.        

Как отмечает Ольга Бровко, такой аэрогель может иметь разные области применения. Например, его можно использовать для получения биосенсоров – регистрирующих элементов, позволяющих оценивать содержание определённых веществ в среде (воздухе, воде и т.д.). Также аэрогель может использоваться как энтеросорбент.  А благодаря высокой пористости и биосовместимости аэрогель востребован в биомедицине как средство доставки лекарственных веществ к органу-мишени (больному органу) или в тканевой биоинженерии для временной замены повреждённых живых тканей.

Пористая структура инновационного аэрогеля позволяет насыщать материал лекарственными веществами и одновременно гарантирует стабильное поглощение влаги. Это означает, что аэрогель может стать эффективным компонентом раневых повязок нового поколения.

Проведённые лабораторные испытания аэрогеля (в комбинации с антисептическим лекарственным средством) на растворах, моделирующих состояние раневой поверхности, оказались результативными. Испытуемый биополимерный аэрогель работает по заданной схеме.

Благодаря инновационному материалу происходит постепенное, пролонгированное высвобождение лекарства из медицинской повязки в терапевтических дозах, что исключает передозировку активного вещества тканями раневой поверхности. Это означает, что процесс лечения, заживления раны должен протекать более эффективно и рационально, чем при лечении с использованием стандартной медицинской повязки.

Следующий этап работы учёных предполагает испытание на реципиентах – подопытных животных. 

альгинат-хитозановый аэрогель аэрогель биополимеры институт экологических проблем севера фицкиа уро ран лечение раневых поверхностей ран фицкиа уро ран

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.