Гелеобразующие композиции на основе хитозана и производных нуклеотидов

• Автор: Азарова, Анна Игоревна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
1. ОБЗОР ЛИТЕР АТУРЬЕ Закономерности получения и свойства
полимерных материалов на основе гидрогелей ковалентно-сшитого хитозана
1.1. Изучение взаимодействия хитозана с альдегидами и дженипином в
гелеобразующих растворах
1.2. Свойства гидрогелей хитозана, полученных ковалентной сшивкой с
использованием альдегидов и дженипина
1.3. Использование бифункциональных реагентов для получения на
основе хитозана полимерных материалов различной физической формы
1.4. Медико-биологические, сорбционные и каталитические свойства
полимерных материалов на основе хитозана, модифицированного сшивающими реагентами
2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Закономерности
получения и свойства гидрогелей на основе растворов хитозана и альдегидных производных нуклеотидов и
нуклеозидов
2.1. Влияние pH на вязкостные свойства и стабильность растворов
хитозана
2.2. Установление особенностей гелеобразования в растворах хитозана в
присутствии окисленных нуклеотидов и нуклеозидов по сравнению с глутаровым альдегидом
2.3. Изучение механизма взаимодействия хитозана с окисленными
нуклеотидами
2.3.1. Исследование стабильности диальдегидных производных оЕ'МР и

2.3.3 2.4.

2.4.2 3.
3.1.
3.2.
3.3.
оАМР в водных растворах
Исследование процесса взаимодействия диальдегидных производных
оИМР и оАМР с хитозаном
Изучение стабильности гидрогелей хитозана, сшитого
диальдегидными производными ЕЫ и АМР
Разработка полимерных материалов на основе функционализованных гидрогелей хитозана и исследование их
свойств
Изучение иммобилизации ферментов на гидрогелевых пленках на
основе хитозана, сшитого диальдегидами
Изучение сорбционных свойств хитозана, модифицированного
сшивкой оАМР
МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Объекты исследования
Реактивы
Методы исследования
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Разработка биологически активных полимерных систем с заданными свойствами имеет большое значение для создания новых материалов, предназначенных для применения в медицине, биотехнологии, экологии и других областях. Одним из наиболее перспективных полимеров для создания таких материалов является биосовместимый и биодеградируемый аминополисахарид хитозан. В отличие от других доступных полисахаридов элементарное звено хитозана содержит аминогруппу, которая обладает большей реакционной способностью по сравнению с гидроксильными группами, поэтому хитозан может быть легко модифицирован с целью придания различных свойств.
В последние десятилетия все возрастающий интерес вызывают полимерные гидрогели, на основе которых разрабатываются материалы различной физической формы и назначения (биосорбенты, матрицы для выращивания клеток, носители для иммобилизации ферментов, системы с контролируемым выделением лекарственных соединений, раневые покрытия). Ковалентное сшивание хитозана бифункциональными реагентами приводит к формированию непрерывной сетки геля, обладающей прочностью и в то же время обеспечивающей свободную диффузию воды. Наиболее эффективным сшивающим реагентом является глутаровый альдегид (ГА). В процессе его взаимодействия с хитозаном происходит не только сшивка полисахаридных цепей, но также и альдольно-кротоновая конденсация ГА, приводящая к образованию токсичных продуктов нерегулярного строения. Это ограничивает использование системы хитозан -ГА в биомедицинских целях. Актуальным является поиск новых сшивающих реагентов, способных, подобно ГА, эффективно реагировать с хитозаном, но не образующих при этом олигомерных продуктов. В качестве таких соединений могут быть использованы окисленные нуклеотиды, являющиеся по химическому строению производными 3-оксаглутарового альдегида. Введение электроотрицательного атома кислорода в 3-положение ГА, а

Отмечается, что при добавлении в раствор хитозана лекарственных соединений, изменяя степень сшивки хитозана, природу и толщину слоя полианиона на поверхности капсул, можно получать системы, выделяющие лекарства, с заданной скоростью.
Обратные эмульсии, содержащие раствор хитозана и сшивающего реагента были использованы для получения микросфер с использованием дженипина [28]. Показана возможность изменения степени набухания полученных материалов с изменением pH раствора и количества сшивающего реагента.
Сшивка дженипином использовалась для получения так называемых бусинок (“beads”) хитозана, ядро которых состоит из сшитого хитозана, а оболочкой являются полисахариды, содержащие карбоксильные группы: альгинат натрия, пектин, каррагинан [65]. Формирующаяся тонкая оболочка оказалась непроницаема для макромолекул, но проницаема для низкомолекулярных органических соединений. Набухание таких композиционных хитозановых бусин определяется природой полимерного полианиона и степенью сшивки хитозана. Пример такого способа формирования микросфер хитозана покрытых интерполиэлектролитными комплексами, описан в работе [28]. Для этого в раствор дженипина и альгината натрия по каплям добавляли раствор хитозана, при этом одновременно со сшивкой хитозана происходило образование хитозан-альгинат полиэлектролитного комплекса. Гелеобразование в результате сшивки происходило во всем объеме сферической частицы, а формирование интерполиэлектролитного комплекса только на ее поверхности. Степень набухания полимерных частиц уменьшалась при уменьшении pH реакционного раствора. Дело в том, что при увеличении числа протонированных аминогрупп хитозана увеличивается содержание противоионов (анионов хлора), которые ингибируют нуклеофильную атаку дигидропиранового кольца дженипина, в результате этого снижается плотность сшивки.