Материалы на основе природных и синтетических полимеров для медицины, биоинженерии и биотехнологии

Объекты исследования: различные полисахариды, такие как хитозан, карбоксиметилхитозан, каррагинан, гиалуроновая и альгиновая кислоты и другие, а также нановолокна и композиционные материалы на их основе; поли(молочная кислота) и амфифильные сополимеры аминокислот; полимерные нано- и микрочастицы, полученные вследствие самоорганизации амфифильных сополимеров методом наноосаждения или эмульсионной полимеризации. Цель: разработка методов получения нановолокон на основе катионных и анионных полисахаридов, новых катализаторов для полимеризации с раскрытием цикла, амфифильных сополимеров на основе аминокислот, электропроводящих композиционных материалов, узкодисперсных микро- и наночастиц с характеристиками, пригодными для применения в области биомедицины и биоанализа; изучение ферментативной деструкции полисахаридов и реологии их растворов, а также механических свойств композиционных материалов. Разработаны и оптимизированы методы получения нановолокон на основе комбинаций различных полисахаридов. Полученные нановолокна исследованы методами сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии, рентгенодифракционного анализа, динамического рассеяния света. Свойства полученных наночастиц зависели от состава поликомплекса, рН среды и свойств поликислоты. Изучены реологические свойства смесей карбоксиметилхитозана с метилцеллюлозой, эффективность деструкции хитозана с использованием различных ферментов (амилаза, лизоцим, целлюлазы) в различных условиях (температура, рН), механические свойства композиционных материалов на основе хитозана, допированного наноалмазами, или двухслойных композиций хитозана с гиалуроновой кислотой. Методом электроформования получены микроволокна на основе поли(молочной кислоты), алифатических сополиимидов и хитозана, допированных полипирролом, и исследованы морфология поверхности, механические свойства и электропроводность полученных композиционных материалов. Для получения узкодисперсной поли(молочной кислоты) методом полимеризации с раскрытием цикла синтезирована серия моно- и биядерных комплексов никеля, и получены данные о влиянии лигандного окружения на характеристики образующегося полимера. Методом наноосаждения получена серия наночастиц на основе поли(молочной кислоты) и ее сополимера с ПЭГ, и изучены их характеристики и стабильность. Проанализированы особенности инкапсулирования линейных пептидов в наночастицы на основе амфифильных сополимеров аминокислот. Разработан и оптимизирован метод получения монодисперсных катионных полиметакрилатных частиц для создания диагностических систем. Все полученные полимерные нано- и микрочастицы охарактеризованы методами динамического и электрофоретического рассеяния света и методами электронной микроскопии. Полученные новые материалы (нановолокна, нано- и микрочастицы, композиционные материалы) имеют характеристики и свойства, пригодные для применения в качестве раневых покрытий, биоактивных матриц для тканевой инженерии, систем доставки лекарств, а также тест-систем для медицинской диагностики.