ВЛИЯНИЕ ГЕМИНА НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТНЫХ ЭЛЕКТРОФОРМОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИ-3-ГИДРОКСИБУТИРАТА.

Автор: Иветта Арамовна Варьян

Соавторы: Тюбаева П.М., Попов А.А.

Организация: Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН; Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова

Интерес к материалам из возобновляемых источников для создания инновационных биомедицинских материалов быстро растет [1]. Большое внимание уделяется биополимерам, например, полигидроксиалканоатам (ПГА), которые представляют собой класс устойчивых алифатических полиэфиров, продуцируемых различными микроорганизмами [2]. Поли(3-гидроксибутират) (ПГБ) стал самым распространенным биополимером благодаря большому количеству преимуществ. ПГБ является биоразлагаемым, биосовместимым и термопластичным полимером [3]. Частицы ПГБ могут быть извлечены из микроорганизмов, которые синтезируют, накапливают и способны разлагать этот полимер в качестве естественного источника энергии. Продукты распада ПГБ нетоксичны. Более того, ПГБ способен разлагаться за короткий период. Композиты на основе ПГБ становятся популярными в биомедицинском применении благодаря высокой биосовместимости. Биомедицинские материалы на основе ПГБ с большой площадью поверхности, включая высокопористые пленки и волокнистые материалы, обладают высокой схожестью со структурами и поверхностями живых организмов и способствуют клеточной адгезии, проходимости, миграции и росту. ПГБ также показал высокую эффективность при разработке новых материалов для заживления ран.

Однако промышленное и коммерческое применение материалов на основе ПГБ ограничено из-за плохих механических свойств - низкой прочности при растяжении и относительном удлинении. Тем не менее, многие коллективы разработали эффективные методы модификации ПГБ. Особую эффективность продемонстрировали различные нанокомпозиты на основе ПГБ и биополимеров или добавок природного происхождения: поли(этиленгликоль), полилактид, поли-капролактон, хитозан, наночастицы, катализаторы и ферменты, биоактивные молекулы.

Особый интерес исследователи проявляют к природным порфиринам, среди которых гемин. На рисунке показана структурная формула гемина.

В данной работе мы разработали композиты ПГБ-гемин методом электроспиннинга.

Основной целью данного исследования была оценка изменений структуры и свойств ПГБ под воздействием гемина, а также оценка влияния молекулярных комплексов гемина на биосовместимость и антимикробную активность.

Работа выполнена при поддержке Гранта Президента РФ МК-1651.2022.1.3.

1.Kumar, P.; du Toit, L. C.; Pradeep, P.; Choonara, Y. E.; Pillay, V. Nanoengineered biomaterials for vascular tissue engineering. Nanoengineered Biomaterials for Regenerative Medicine,2019, 125–144. DOI:10.1016/b978-0-12-813355-2.00006-5

2.Ahmed, F. E.; Lalia, B. S.; Hashaikeh, R. A review on electrospinning for membrane fabrication: Challenges and applications. Desalination2015,356, 15–30. DOI:10.1016/j.desal.2014.09.033

3.Cerkez, I.; Worley, S. D.; Broughton, R. M.; Huang, T. S. Antimicrobial surface coatings for polypropylene nonwoven fabrics. React FunctPolym2013,73(11), 1412–1419. DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2013.07.016