Серия «Химия»

Восстановление поврежденных тканей остается серьезной проблемой современной медицины, которая стимулирует постоянную разработку инновационных биоматериалов. Наличие большого количества отходов при переработке продуктов морского происхождения, прежде всего источников коллагена, стало важным стимулом в развитии исследований по использованию природных полимеров в медицинских целях. Серьезными достоинствами коллагена морского происхождения являются известные факты. В частности, многие животные восприимчивы к некоторым заболеваниям, которые могут передаваться человеку, кроме того, использование коллагена животного происхождения имеет религиозные и этические ограничения. В то же время рыбный коллаген по своей природе близок человеческому. Исследования многих ученых показали, что рыбный коллаген является хорошей основой материалов для раневых покрытий и скаффолдов, фактически трендом поисковых исследований последних лет, однако он требует модификации для создания устойчивой трехмерной структуры. В ранее проведенных исследованиях авторами данной работы в инертной атмосфере в условиях фотокатализа видимым светом в присутствии сложного оксида RbTe1.5W0.5O6 в водной дисперсии трескового коллагена и метилметакрилата с модификаторами – биоразлагаемыми полимерами – были получены гидрогели устойчивой трехмерной структуры, пластины-губки на их основе при испытаниях ранозаживления на мелких животных (крысы) показали высокую эффективность. В указанных условиях в полимеризате образуется гидроксильный радикал, взаимодействие которого с органическими субстратами реакционной смеси приводит к образованию устойчивых трехмерных структур – гидрогелей, описанных ранее.
В данной работе получены новые привитые сополимеры полиметилметакрилат-тресковый коллаген, как основа раневых покрытий, с использованием в качестве инициатора окислительно-восстановительной системы персульфат аммония – аскорбиновая кислота, источника гидроксильных радикалов, и проведен анализ их важнейших характеристик в плане разработки гидрогелей: молекулярная масса, содержание коллагена, морфология. Так, содержание азота в привитом сополимере после синтеза заметно уменьшилось в сравнении с исходным образцом коллагена и составляет ~12 %, как это имело место и при фотокатализе. Анализ молекулярно-массовых характеристик раствора полимерного продукта синтеза методом ГПХ показал, что раствор сополимера, полученного с инициатором персульфат аммония – аскорбиновая кислота, в отличие от сополимера при фотокатализе, имеет отдельную высокомолекулярную моду (значения Мn ~ 1000 кДа). В случае фотокатализа наблюдалось смещение кривой ММР исходного полимера коллагена в сторону больших значений молекулярных масс. Анализ СЭМ позволил установить морфологические различия исходного коллагена и привитого сополимера, свидетельствующие о включении фрагментов синтетического полимера в фибриллярную организацию коллагена. Так, лиофильно высушенные образцы коллагена имеют четкие очертания коллагеновых волокон и образовавшихся пор, в то время как на изображениях образца привитого сополимера четко видна более сложная структурно-рельефная организация между волокнами коллагена, очень схожая с таковой для сополимера, полученного в условиях фотокатализа. Выявленные характеристики привитого сополимера ПММА-коллаген, полученного при инициировании персульфат аммония – аскорбиновая кислота, являются основанием для проведения исследований получения гидрогеля на его основе путем введения модифицирующих и сшивающих добавок и использования последнего в регенеративной медицине.

тресковый коллаген; метилметакрилат; персульфат аммония; привитой сополимер; содержание азота; ГПХ; СЭМ