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

Объектами исследования являлись гидрогелевые наночастицы, полученные на основе нанофибрилл хитина и альгината натрия; хитозан, поли(молочная кислота)/поликапролактон и материалы на их основе, амфифильные сополимеры аминокислот, биодеградируемые термочувствительные полимеры, винилтетразолы, полимерные нано- и микрочастицы, полученные вследствие самоорганизации амфифильных сополимеров или эмульсионной полимеризации. Цель работы – синтез новых биосовместимых и биодеградируемых полимеров, модификация полимеров, а также получение электропроводящих и композиционных материалов, узкодисперсных микро- и наночастиц с характеристиками, пригодными для применения в области биомедицины и биоанализа, изучение механических свойств композиционных материалов, создание систем доставки лекарств на основе полимерных систем. В ходе выполнения НИР были использованы различные методы синтеза полимеров, в частности, полимеризация с раскрытием цикла, радикальная полимеризация, контролируемая радикальная полимеризация с обратимой передачей цепи, обратная эмульсионная полимеризация, а также различные методы конъюгирования полимеров и биомолекул/лекарств, методы ферментативной деструкции природных полимеров. Мономеры, полимеры и продукты полимеризации исследовали методами ЯМР- и ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии. Молекулярные массы и дисперсность полимеров определяли методом гельпроникающей хроматографии. Для характеризации нано- и микрочастиц использовали методы динамического и электрофоретического рассеяния света. Изучение термостойкости полимеров и их модифицированных форм проводили методом термогравиметрического анализа. Для композиционных материалов в виде пленок проводили механические испытания на разрыв. В ходе выполнения НИР в 2021 году были разработаны и оптимизированы методы: (1) получения наночастиц на основе нановолокон хитина и альгината натрия, и инкапсулирования метронидазола в данные наночастицы, (2) синтеза электропроводящих микросфер с высоким содержанием сульфо-групп, (3) получения проточных макропористых гетерогенных биокатализаторов, (4) синтеза конъюгатов доксорубицина с различыми биодеградируемыми (со)полимерами, (5) модификации наночастиц на основе аминографена, (6) модфикации поверхности титановых матриц полиаминокислотами, (7) получения композиционных материалов на основе поли--капролактона, наполненного модифицированным аминографеном, а также изучены (8) особенности ферментативной деградации хитозана и (9) полимеризации 5-винилтетразола в условиях радикальной полимеризации с обратимой передачей цепи, (10) термочувствительноые свойства поли(-изопропиламида глутаминовой килоты) и (11) механические свойства композиционных материалов. Полученные (со)полимеры и полимерные материалы (нано- и микрочастицы, композиционные материалы, трехмерные пористые материалы) имеют характеристики и свойства пригодные для применения в качестве биоактивных компонентов, матриц для тканевой инженерии, систем доставки лекарств, тест-систем для медицинской диагностики, и др. биомедицинских и биотехнологических применений.