Биопластический материал «Гиаматрикс» - это эластично-упругая плёнка, разработанная на основе полимера гиалуроновой кислоты (патент РФ №2367476 от 21.03.2008г.). Гиалуроновая кислота (природный мукополисахарид) в обычном состоянии представляет собой вязкий гидрогель.
Целью настоящего исследования явилось построение биоинженерной модели полимера гиалуроновой кислоты с помощью метода фотохимического наноструктурирования.
Фотохимические свойства гиалуроновой кислоты малоизучены. В отличие от большинства других полисахаридов гиалуроновая кислота содержит в боковых цепях амидокетогруппы NH-(С=О)-CH3. Эти группы термически устойчивы, однако могут быть активны фотохимически. В ультрафиолетовых спектрах наблюдается слабая полоса поглощения в области 260 нм. Карбонильные группы поглощают в ультрафиолетовой области спектра и, переходя в возбужденные состояния, претерпевают химические превращения с достаточно высокой эффективностью. В алифатических кетонах, содержащих карбонильные группы, известны четыре типа первичных реакций: α-расщепление, отщепление атома водорода, образование комплексов с переносом заряда и элиминирование α-заместителей. При фотохимическом α-расщеплении (реакция Норриша I) образуются активные свободные радикалы, способные образовать новые химические связи в местах пространственного сближения цепей гиалуроновой кислоты. Именно эти сшивки образуют устойчивый трехмерный нанокаркас «Гиаматрикса». Радикалы, не участвующие в образовании сшивок, быстро исчезают в результате обратной рекомбинации и не влияют на химические, биологические и другие свойства материала.
Фотохимическая сшивка этих линейных полимеров гиалуроновой кислоты формирует основу устойчивого пространственного каркаса, то есть сетку с ячейками, размеры которых варьируются от 10 до 100 нм в зависимости от условий получения. Пространственные наноячейки формируются не только редкими сшивками, но и пространственными сближениями нанонитей, где возможно образование лабильных водородных связей. Такая организация пространственной наноструктуры комбинацией устойчивых и лабильных связей делает биопластический материал пластичным, позволяет ячейкам подстраиваться под размеры включаемых молекул и допускает относительно свободную диффузию кислорода.
Биоинженерная модель, построенная с помощью метода фотохимического наноструктурирования, придаёт пластическому материалу следующие преимущества:
- оптимальные биоинженерные свойства (эластичность, адгезия, гидрофильность и др.);
- бесперевязочное ведение раневого процесса (у аналогов такого свойства нет);
- способность рассасывания в ране по мере её заживления (у аналогов такого свойства нет);
- удобство в применении;
- длительный (до 5 лет) срок годности.
Наноструктурированная биоинженерная модель пластического материала «Гиаматрикс» доказывается:
1) физико-химическими свойствами: способностью впитывать влагу из внешней среды и из мест поражения, возможность диффузии малых молекул к месту поражения, например, кислорода, и изолирует места поражения от внешней микрофлоры,
2) непосредственными изображениями наноструктуры, полученными методами атомно-силовой микроскопии.
В наноструктуре материала имеются места сшивок и пересечений, а также свободное пространство между ними. Поперечно-полосатое изображение свидетельствует о надмолекулярной организации полимеров гиалуроновой кислоты из-за межмономерных водородных связей, вследствие чего диаметр нанонитей превышает поперечные размеры молекул линейного полимера.
Таким образом, построение биоинженерной модели на основе метода фотохимического наноструктурирования является перспективным направлением для создания пластических материалов.
Библиографическая ссылка
Рахматуллин Р.Р., Барышева Е.С., Рахматуллина Л.Р. БИОИНЖЕНЕРНАЯ МОДЕЛЬ БИОПЛАСТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА «ГИАМАТРИКС» // Успехи современного естествознания. – 2010. – № 9. – С. 245-246;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8932 (дата обращения: 20.04.2024).