РАЗРАБОТКА СИСТЕМ АДРЕСНОЙ ДОСТАВКИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЕ

Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 8
1.1 Современные подходы к созданию раневых покрытий 8
1.2 Полимеры для медицинского применения 9
1.5 Скаффолды в качестве носителей лекарственных средств и
биологических молекул для заживления ран 21
1.6 Системы доставки ранозаживляющих препаратов на основе ПЛ 26
1.7 Использование комбинированных методов модифицирования
скаффолдов на основе ПЛ 36
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 45
2.1 Получение экспериментальных образцов на основе ПЛ 45
2.2 Модифицирование поверхности экспериментальных образцов ПЛ ... 48
2.3 Исследование морфологии и функциональных свойств материалов .. 50
2.4 Исследование антибактериальных свойств и цитотоксичности скаффолдов ПЛ 54
3 ВЛИЯНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО МЕТОДА МОДИФИКАЦИИ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
СКАФФОЛДОВ НА ОСНОВЕ ПЛ 58
3.1 Исследование физико-химических и функциональных свойств
поверхности модифицированных скаффолдов ПЛ 58
3.2 Исследование антибактериальных свойств и цитотоксичности
исследуемых скаффолдов ПЛ 68
ВЫВОДЫ 73
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 77
Купить

Вопрос заживления дефектов ткани является серьезной проблемой в регенеративной медицине, так как всегда существует риск развития воспалительной реакции, препятствующей восстановлению. Традиционные марлевые повязки в сочетании с лекарственными средствами (ЛС) не обладают способностью к газожидкостному обмену и хорошими увлажняющими свойствами. Современные раневые повязки включают в себя многофункциональные системы на основе полимеров, которые показали многообещающий потенциал для ускорения заживления ран [ 1]. Полилактид (ПЛ) является подходящим кандидатом для создания раневых покрытий и систем доставки лекарств благодаря его биосовместимости, достаточно низкой токсичности, способности к биодеградации. Доставка неткаными волокнистыми материалами или скаффолдами биологически активных веществ, таких как факторы роста, цитокины, а также противовоспалительные и антибактериальные препараты, может способствовать гемостазу [ 2 ], уменьшать хроническое воспаление [ 3 ], стимулировать пролиферацию и миграцию клеток, бороться с бактериальными инфекциями, способствуя тем самым заживлению ран [ 4 ]. К недостаткам скаффолдов на основе синтетических алифатических полиэфиров относят гидрофобность их поверхности, что отрицательно влияет интеграцию материалов с организмом [5 ]. Данная проблема может быть решена путем обработки поверхности скаффолдов ПЛ потоками низкотемпературной плазмы для создания необходимого набора функциональных поверхностных групп и физикохимических свойств у материала, сформированных процессе модифицирования. Для повышения скорости регенерации поврежденных тканей возможно дополнительно усилить воздействие скаффолдов путем включения в состав скаффолдов дитерпенового алкалоида зонгорина, обладающего доказанными регенераторными, антиметастатическими и противовоспалительными свойствами [6].
Целью данной работы является получение и исследование новых волокнистых материалов с модифицированной поверхностью на основе полилактида и зонгорина для регенеративной медицины.
Задачи:
1. Получение скаффолдов на основе полилактида методом электроспиннинга при вариации условий формования (растворитель - дихлорметан, хлороформ; формующее напряжение - 10-20 кВ, скорость подачи - 1-3 мл/ч, объем раствора -10 мл, расстояние между иглой и коллектором - 10-20 см);
2. Модифицирование скаффолдов на основе полилактида путем обработки поверхности низкотемпературной плазмой в среде азота при варьировании параметров обработки (время экспозиции поверхности полимера в объеме плазмы - 5 минут, интегральная температура в камере реактора - 46°C. Основные параметры плазменной обработки: рабочий газ - азот; давление - 0,3 Па; ток разряда - 5 А);
3. Отработка методики присоединения зонгорина (5 масс.%) на модифицированную плазмой азота поверхность скаффолдов методом пропитки по избытку пропиточного раствора;
4. Исследование химического состава, контактных свойств, микроструктуры поверхности, биодеградации в условиях in vitro, биосовместимости и антибактериальных свойств исходных полимерных скаффолдов и скаффолдов с иммобилизованным из раствора зонгорином на модифицированную плазмой азота поверхность.
5. Исследование кинетики высвобождения и расчет концентрации адсорбировавшегося алкалоида зонгорина спектрофотометрически при длине волны при 260-270 нм.
Объект исследования: скаффолды на основе полилактида с
иммобилизованным из раствора зонгорином на модифицированную плазмой азота поверхность материалов.
Предмет исследования: физико-химические, контактные и медикобиологические свойства полимерных скаффолдов с иммобилизованным зонгорином на модифицированной плазмой азота поверхности.
Методы исследования: рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС); сканирующая электронная микроскопия (СЭМ); метод лежащей капли; диск-диффузионный метод оценки антибактериальной активности; методика выделения моноцитов из лейкоцентарной пленки методом магнитной сепарации, посева макрофагов человека с последующим исследованием жизнеспособности клеток с индикатором AlamarBlue; исследование деградации в условиях in vitro, построение кривой высвобождения и определение концентрации зонгорина с помощью УФ - спектрофотометрии.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые отработана методика присоединения биологически активного вещества - зонгорина на модифицированную азотной плазмой поверхность полилактидных скаффолдов методом пропитки по избытку пропиточного раствора. Разработаны новые материалы с модифицированной поверхностью и проведен анализ влияния параметров плазменной обработки и содержания зонгорина на химический состав, функциональные свойства поверхности исследуемых материалов, а также биологические, антибактериальные свойства и скорость деградации исследуемых образцов.
Практическая значимость работы: работа посвящена разработке многофункциональных ранозаживляющих скаффолдов на основе полилактида, содержащих дитерпеновый алкалоид зонгорин. Предполагается, что данные материалы будут стимулировать регенеративную способность тканей, уменьшать степень воспаления и препятствовать развитию тканевой инфекции. Разработанные материалы могут быть использованы для создания раневых покрытий для обширных повреждений кожи, обладающих улучшенным заживляющим, противовоспалительным и антибактериальным эффектами по сравнению с существующими на рынке предложениями.
Использование в качестве активного вещества алкалоида зонгорина, обладающего доказанным комплексным действием, позволит снизить затраты на производство раневых покрытий по сравнению с использованием отдельных противовоспалительных, антибактериальных и ранозаживляющих компонентов.
Купить