МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ В ВОЛОКНИСТЫХ БИОМЕДИЦИНСКИХ МАТЕРИАЛАХ НА ОСНОВЕ БИОПОЛИМЕРОВ И МОДИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК
Автор: Полина Михайловна Тюбаева
Соавторы: Ольхов А.А., Попов А.А.
Организация: ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН / РЭУ им. Г.В. Плеханова
В последние годы нанокомпозиционные волоконные материалы с ценными функциональны-ми свойствами находят широкое применение в различных областях, в том числе: материалы для фотоники, генной терапии, биомедицины [1]. Большой научный и практический интерес представ-ляет исследование структурных особенностей биополимерных волокон, модифицированных раз-личными добавками, позволяющих варьировать их важнейшие свойства и эксплуатационные харак-теристики. Одним из наиболее перспективных методов получения материалов с контролируемой морфологией и геометрией волокон в слое материала является электроформование [2]. Целью дан-ной работы было рассмотрение особенностей структуры ультратонких волокон на основе поли-3-гидроксибутирата (ПГБ) и модифицирующей добавки природного происхождения – гемина.
В результате серии были установлены ключевые закономерности, позволяющие детально описать деформационные процессы, протекающие, как в материале, так и в одельных волокнах.
Было установлено, что деформационные свойства волокон на основе ПГБ в большой степе-ни зависят от организации надмолекулярной структуры, на которую в значительнйо степени влиет модифицирующая добавка. Выработка волокон методом электрофоромования способствует фор-мированию локальных напряжений в макромолекулях полимера [3]. Воздействие на эти области за счет введения модифицирующих добавок ведет к реорганизации надмолекулярной структуры и снятию этих напряжений, что обуславливает существенный рост физико-механических характери-стик.
Полученные данные позволяют моделировать надмолекулярную стурктуру волокон на ос-нове ПГБ для медицинских изделий таким образом, чтобы обеспечить заданные физико-механические свойства, а также с высокой точностью предсказать характер деформирования и разрушения материала.
Работа выполнена при поддержке Гранта Президента МК-1651.2022.1.3.
1. Ding J., Zhang J., Li J., Li D., Xiao C., Xiao H., Yang H., Chen X. Electrospun polymer biomaterials. // Progress in Polymer Science, 2019, 90, pp. 1-34.
2. Филатов Ю. Н. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-процесс). М.: Нефть и Газ, 1997.
3. Tyubaeva P., Zykova A., Podmasteriev V., Olkhov A., Popov A., Iordanski A. The investigation of the structure and properties of ozone-sterilized nonwoven biopolymer materials for medical application. // Polymers, V. 13, № 8, 2021, Номер статьи 1268.