Разработка биосовместимых материалов на основе химически модифицированной целлюлозы

За время выполнения 5-го этапа работ по проекту в соответствии с планом научного исследования было продолжено комплексное изучение материалов биомедицинского назначения, полученных на предыдущем этапе работы. Проведены работы по оптимизации их механических и биологических свойств. Исследования проводились с использованием как экспериментальных методов, так и методов компьютерного моделирования. Основная работа на текущем этапе проекта была связана с разработкой материалов для создания искусственных биологических тканей и скаффолдов для роста костной ткани. Так, был оптимизирован метод получения гидрогелей, пригодных для создания искусственной хрящевой ткани с использованием 3D-печати. Полученные материалы отличаются повышенными механическими свойствами, схожими со свойствами хрящевой ткани (раздел 2.1). Разработана технология, позволяющая с использованием 3D-печати создавать на основе сложных полиэфиров и наночастиц целлюлозы скаффолды костной ткани с градиентами механических и биологических свойств (раздел 2.2). Проведено комплексное исследование биологических свойств разработанных в рамках проекта материалов для создания скаффолдов костной ткани (раздел 2.3). Показано, что разработанные материалы обладают низкой токсичностью, высокой инертностью для макроорганизма и позволяют формировать новый трабекулярный каркас в кости при сохранении остова материала имплантата. Разработан подход к моделированию полиэлектролитов в растворах минеральных солей, позволяющий получать результаты, количественно согласующиеся с экспериментальными данными (раздел 2.4). Определены границы применимости данного подхода. Исследована возможность диффузии низкомолекулярных веществ (ионов и молекул воды) из раствора минеральных солей в объем материала из поли(молочной кислоты), определяющая механизмы его минерализации (раздел 2.5). В результате исследования молекулярных механизмов взаимодействия нанокристаллической целлюлозы с верхними слоями кожи (раздел 2.6) предложен подход к регуляции связывания с кожными покровами раневых покрытий на основе целлюлозы. За отчётный период выполнены все индикаторы эффективности работы. Сотрудники лаборатории за отчетный период представили 10 докладов на международных конференциях. Опубликовано 5 статей в журналах, индексируемых в сети Web of Science, 2 из которых входит в состав первого квартиля (Q1) по профильным темам проекта (Наука о полимерах, Прикладная Химия, Органическая химия, Наука о материалах). Еще две статьи, находятся на различных этапах рецензирования в ведущих профильных журналах, 1 из которых входят в состав первого квартиля (Q1) по профильным темам проекта.