Аннотация
Введение.
На основе природных биодеградируемых полимеров в сочетании с биологически актив
ными веществами (БАВ) возможно создание композитных материалов с заданными свойствами,
которые могут широко применяться в медицине. При получении таких полимерных композиций и
изделий на их основе особое внимание уделяется выбору полимера-носителя, биологически актив
ных веществ, способа структурирования композиций, которые обеспечат заданные функциональ
ные характеристики материала. Цель работы - оценка влияния некоторых способов структуриро
вания на свойства полимерных материалов на основе желатина. Материал и методы.
Для получения полимерных композиций использовали желатин. В качестве
биологически активных веществ был выбран препарат растительного происхождения с противо
воспалительными, бактерицидными, противотромботическими свойствами, в качестве пластифи
катора — глицерин. В качестве сшивающих агентов применяли глутаровый альдегид (ГА) при раз
ных способах его введения в композицию: сорбцией (концентрация 0,05; 0,1; 0,15%), в объем мате
риала (соотношение по массе полимер:ГА 1000:1 ^ 25:1) и с термообработкой (100, 120, 135, 150 °С).
Композиции получали в виде пленок. Сушка осуществлялась при комнатной температуре.
Оценивали прочность, эластичность, сроки гидролитической деструкции композиций, влагопо
глощение, десорбцию биологически активных веществ из композиций, влияние стерилизации на
свойства материала.
Статистическая обработка результатов исследований заключалась в определении средней арифме
тической величины (М), среднеквадратического отклонения, доверительных интервалов (±m). До
стоверность различий оценивали с использованием критерия Стьюдента (t).
Результаты.
Исследованы способы структурирования пленочных композиций на основе желатина:
при сорбционном введении ГА оптимальна концентрация 0,05%, при введении ГА в объем полиме
ра наилучшие соотношения (полимер:ГА) 100:1 и 50:1. При введении в объем полимера степень
конверсии ГА выше, что упрощает процедуру отмывки композиций. Показана возможность струк
турирования полимерных композиций без использования химических сшивающих агентов —
с применением термообработки.
Выбирая способы структурирования, можно получать композиции с заданными сроками гидроли
тической деструкции от 0,3 до 65 сут и более; с заданными физико-механическими характеристи
ками (прочность — до 2,5 МПа, эластичность — от 40 до 250%).
На модифицирование желатина биологически активными веществами оказывает влияние не спо
соб структурирования, а способ их введения (в объем полимера или сорбцией). Все рассмотренные
способы структурирования способствуют пролонгированному выделению БАВ из композиции —
более 25 сут, более активное выделение отмечается в первые часы.
Стерилизация окисью этилена незначительно влияет на физико-химические и физико-механичес
кие характеристики композиций.
Заключение.
Все рассмотренные способы структурирования могут быть использованы с учетом со
ответствующих технологических приемов. Их применение зависит от назначения композиций —
в качестве покрытия поверхности изделий или самостоятельных пленочных изделий.
Литература
1.
Григорьева М.В.
Полимерные системы с кон
тролируемым высвобождением биологически
активных соединений.
Биотехнология.
2011; 4
(2): 9-19.
2.
Волова Т.Г., Севастьянов В.И., Шишацкая Е.И.
Полиоксиалканоаты (ПОА) — биоразрушаемые
полимеры для медицины. Новосибирск: СО
РАН; 2003.
3.
Шустрова О.В., Новикова С.П., Иорданский А.Л.,
Щеголихин А.Н., Шершнев В.А.
Поли-3-оксибу-
тират-модифицирующий агент поверхности
материалов для сердечно-сосудистой хирургии.
Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева РАМН.
2003; 4 (2): 51—8.
4.
Бокерия Л.А., Новикова С.П., Лосева С.В., Кисли-
новская Н.В., Шустрова О.В., Салохединова Р.Р.
Способ модифицирования поверхности эндо
кардиальных электродов. Патент RU, 2452516;
2012.
5.
Новикова С.П., Лосева С.В., Салохединова Р.Р.,
Попов Д.А., Анучина Н.М.
Комплексная оценка
стабильности свойств медицинских изделий
«БАСЭКС» при длительных сроках хранения. Клиническая физиология кровообращения.
2011; 1:
76—81.
6.
Samoilova N.A., Krayukhina M.A., Novikova S.P.,
Babushkina T.A., Volkov I.O., Komarova L.I.
et al.
Polyelectrolyte thromboresistant affinity coatings
for modification of devices contacting blood.
J.
Biomed. Mater. Res.
Part А. 2007; 82A (3): 589—98.
7.
Benbettaieb N., Kurek M., Bornaz S., Dbeaufort F.
Barrier, structural and mechanical properties of
bovine gelatin-chitosan blend films related to
biopolymer interactions.
J. Sci. Food Agriculture.
2014; 84 (12): 2409—19.
8.
Zhulkina A.L., Markin V.S., Kosenko R.Yu.,
Novikova S.P., Iordanskii A.L.
Water in the
biodegradable films of blends based on the combi
nation of poly(3-hydroxybutyrate) and polyamide
resin. In: Vasile C., Zaikov G.E. (ed.).
Environmentally degradable materials based on
multicomponent polymeric systems. Netherlands:
Koninklijke Brill NV; 2009: 611—19.
9.
БокерияЛ.А., Новикова С.П., Лосева С.В., Шуст
рова О.В.
Способ обработки синтетических тек
стильных имплантируемых медицинских изде
лий, контактирующих с кровью. Патент RU,
2462273; 2012.
10.
Бокерия Л.А., Новикова С.П.
Биорезорбируемая
гидрогелевая полимерная композиция с биоло
гически активными веществами (варианты).
Патент RU, 2519103; 2014.
11.
Самсонова Н.Н., Самуилова Д.Ш., Климович Л.Г.,
Плющ М.Г., Фокина Н.С., Новикова С.П.
и др.
Исследование влияния на кровь in vitro новых
биодеградируемых покрытий для текстильных
имплантатов.
Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Баку
лева РАМН.
2007; 8 (2): 76—83.
12.
Новикова С.П., Салохединова Р.Р., Лосева С.В.,
Николашина Л.Н., Левкина А.Ю.
Анализ физи
ко-механических и структурных характеристик
протезов кровеносных сосудов.
Грудная и сер
дечно-сосудистая хирургия.
2012; 4: 27—33.
13.
Бокерия Л.А., Новикова С.П.
Протезы кровенос
ных сосудов и кардиохирургические заплаты
с тромборезистентными, антимикробными
свойствами и нулевой хирургической порис
тостью.
Бюллетень НЦССХ им. А.Н. Бакулева
РАМН.
2008; 9 (4): 5—20.
14.
Ананьев В.Н.
Нанотехнологическая матрица ме
ханизма действия и доставки лекарственных
препаратов в виде желатиновых пленок.
Фарма
цевтические науки.
2011; 5: 53—7.
15.
Фурин В.А.
Разработка методов применения ле
карственных желатиновых пленок в военной и
гражданской медицине: Автореф. дис. ... канд.
мед. наук. Уфа; 2004.
16.
Tsujimoto H., Tanzawa A., Matoba M., Hashimo-
to A., Suzuki S., Morita S.
et al. The anti-adhesive
effect of thermally cross-linked gelatin film and its
influence on the intestinal anastomosis in canine
models.
J. Biomed. Mater. Res.
Part B: Appl.
Biomater. 2013; 101 (1): 99—109.
17.
Малов А.Н., Неупокоева А.В.
Желатин: получе
ние, строение, свойства. В кн.: Малов А.Н., Не
упокоева А.В. Голографические регистрирую
щие среды на основе дихромированного жела
тина: супрамолекулярный дизайн и динамика
записи. Иркутск: ИВВАИУ (ВИ); 2006: 25—69.
18.
Харлов А.Е., Магдасси Ш., Камышный А., Ям
польская Г.П., Левачев С.М., Измайлова В.Н.
Роль химической модификации в управлении
поверхностно-активными свойствами желати
ны.
Вестник Московского университета.
Сер. 2.
Химия. 2002; 43 (1): 38-43.
19.
Bozzini S., Petrini P., Altomare L., Tanzi M.C.
Fabrication of chemically cross-linked porous
gelatin matrices.
J. Appl. Biomater. Biomechanics.
2009; 7 (3): 194-9.
20.
Sisson K., Zhang C., Farach-Carson M.C.,
Chase D.B., Rabolt J.F.
Evaluation of cross-linking
methods for electrospun gelatin on growth cell and
viability.
Biomacromolecules.
2009; 10 (7): 1675-80.
21.
Cortesi R., Nastruzzi C., Davis S.S.
Sugar cross-
linked gelatin for controlled release: microspheres
and disks.
Biomaterials.
1998; 19 (18): 1641-9.
22.
Kuijpers A.J., van Wachem P.B., van Luyn M.J.A.,
Brouwer L.A., Engbers G.H.M., Krijgsveld A.J.
et al.
In vitro and in vivo evaluation of gelatin-chond-
roitin sulphate hydrogels for controlled release of
antibacterial proteins.
Biomaterials.
2000; 21 (17):
1763-72.
23.
Masutani E.M., Kinoshita Ch.K., Tanaka T.T.,
Ellison A.K.D., Yoza B.A.
Increasing termal stability
of gelatin by UV-induced cross-linking with glu
cose.
Int. J. Biomater.
2014; 2014: 1-9.
24.
Fan H., Dash A.K.
Effect of cross-linking on the in
vitro release kinetics of doxorubicin from gelatin
implants.
Int. J. Pharm.
2001; 213 (1—2):103—16.
25.
Меллер Л., Девантиер К., Вулфф Т.
и др. Гемо
статическая композиция, включающая гиалу-
роновую кислоту. Патент RU, 2369408; 2009.
Об авторах
Бокерия Лео Антонович, академик РАН и РАМН, директор ФГБНУ «НЦССХ им. А.Н. Бакулева»;
Новикова Светлана Петровна, доктор биол. наук, профессор, заведующая лабораторией,
Бокерия Ольга Леонидовна, доктор мед. наук, профессор, гл. научн. сотр.;
Костров Владимир Иванович, канд. техн. наук, ст. научн. сотр.;
Салохединова Регина Рушановна, канд. экон. наук, мл. научн. сотр.;
Николашина Любовь Николаевна, вед. технолог;
Шустрова Оксана Витальевна, научн. сотр.;
Сивцев Василий Степанович, аспирант
