Введение 12
1. Обзор литературы 15
1.1 Методы получения композитов ПМК-ПАК 15
1.2 Методы нанесения ПАК на поверхность ПМК 16
1.3 Практическое применение композитов ПМК-ПАК 19
2. Объект и методы исследования 24
2.1 Объект исследования 24
2.2 Материалы и методы 25
3. Расчеты и аналитика 33
4. Результаты проведенного исследования 34
4.1 Получение композиционных материалов на основе ПМК-ПАК 34
4.2 Исследование свойств композиционных материалов на основе ПМК-ПАК 35
4.3. Исследование биосовместимости композитных материалов 50
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 55
5.1 Предпроектный анализ 55
5.2 Инициация проекта 64
5.3 Планирование управления научно-техническим проекто 68
5.4 Определение ресурсной эффективности исследования 80

Купить

Свойства поверхности биоматериала имеют решающее значение при взаимодействия тела и имплантата [1]. Топография, химические свойства поверхности, наличие лигандов, а также пористость являются одними из наиболее важных параметров, которые могут влиять на клеточный ответ [2-5]. Многие методы модификации поверхности биоматериала были разработаны для того, чтобы управлять прикреплением клеток, их ростом и дифференцировкой [1,6]. Большинство таких стратегий связано с биоразлагаемыми полимерными материалами. В последние десятилетия эти биоматериалы были признаны самыми перспективными материалами для регенеративной медицины и тканевой инженерии [7-9].
Поли (молочная кислота) (ПМК) является биоразлагаемым полимером, который повсеместно используется для производства рассасывающихся швов, клипс, пластин, винтов и в качестве устройств доставки лекарств и покрытий для имплантатов, вследствие его биосовместимости и удобства при производстве медицинских материалов [10]. Однако ПМК имеет несколько недостатков, таких как гидрофобность, снижающая эффективность взаимодействия поверхности материала с клетками, небольшое количество реакционноспособных групп/сигнальных групп, обеспечивающих клеточное распознавание, на поверхности материала и затрудняющих химическую модификацию[11].
Прямые методы модификации поверхности биоматериала на основе ПМК включают в себя как физические, так и химические подходы. Нанесение покрытий [11-13], обработка плазмой [14,15], химическая модификация [16], в том числе обработка солями диазония в присутствии восстановителей [17], прививка биомолекул [18-20], а также их комбинации [21] являются одними из наиболее распространенных подходов. Тем не менее, поверхностные свойства ПМК не могут быть легко изменены и модификации часто приводят к разрушению поверхности цепи.
Альтернативным подходом к объемному модифицированию, который позволяет обеспечить желаемые физико-химические и биологические свойства для биоматериалов на основе ПМК является присоединение биологически активных соединений на их поверхность с помощью вставки сшивающего агента между ПМК и целевым модифицирующим агентом. Сшивающий реагент должен обладать реакционноспособными группами, такими как: карбоксильные, гидроксильные или амино- группы, или их сочетание. Например, бифункциональный сшивающий реагент - 4-аминобензойной кислоты использовали для ковалентной иммобилизации хитозана на поверхности материала ПМК через ацилирование амино-группы хитозана с помощью линкера, с последующим образованием соли диазония, которая затем подвергают реакции с ПМК под воздействием УФ-излучения [22].
Идеальный сшивающий агент, должен быть нетоксичным, показывать равномерное распределение активных групп на единицу площади, а также повышать гидрофильность поверхности ПМК. Поли (акриловая) кислота (ПАК) имеет одну карбоксильную группу на мономер, является биологически совместимым и гидрофильным полимером, таким образом, она имеет хороший потенциал для использования в качестве кросс-линкера [23]. ПАК является полианионом и ранее было установлено, что анионные поверхности демонстрируют меньшую цитотоксичность по сравнению с такими же катионными [3]. Мукоадгезивные свойства и способность к комплексообразованию также делает ПАК хорошим материалом для применения при заживлении ран и доставки целевого биологически активного соединения [24, 25].
Таким образом, актуальной задачей является разработка метода нанесения ПАК на ПМК.
Целью нашей работы является получение композитного биоматериала ПМК-ПАК методом нековалентного нанесения ПАК на поверхность биоматериала на основе ПМК без разрушающей обработки или использования присоединяющих реагентов.
Объектом исследования являются биодеградируемые материалы медицинского назначения на основе высокомолекулярной полимолочной кислоты. Предмет исследования - метод нанесения полиакриловой кислоты на поверхность материалов на основе высокомолекулярной полимолочной кислоты с использованием подхода «хороший/плохой растворитель».
Научная новизна данной работы заключается в том, что впервые разработан метод, позволяющий наносить полиакриловую кислоту на поверхность материалов на основе высокомолекулярной полимолочной кислоты (средняя молекулярная масса ПМК 1646000 г/моль). Заявка на патент регистрационный номер 2015154342
Практическая значимость результатов работы состоит в том, что представленный метод модифицирования может быть использован в качестве основы для иммобилизации широкого спектра биологически активных соединений на поверхности ПМК, например, цитокинов с целью модулирования иммунного ответа.
Купить