Δ
Сетевое изданиеDVINANEWS

Архангельские химики разрабатывают аэрогели для эффективного лечения раневых поверхностей

3 мая 2020 11:01 Арктика Наука
В лаборатории химии растительных биополимеров
В лаборатории химии растительных биополимеров

Химики Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения Российской академии наук испытали инновационный медицинский материал на растворах, моделирующих состояние раневой поверхности. Первые испытания альгинат-хитозанового аэрогеля показали его эффективность.

Ученые лаборатории химии растительных биополимеров Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики Уральского отделения РАН разрабатывают новые материалы на основе биополимерных комплексов, предназначенные для применения в медицине и фармакологии.

Биополимеры – это высокомолекулярные соединения (полисахариды, лигнин, хитин и так далее), извлекаемые из природных источников растительного и животного происхождения и обладающие ценными биологическими свойствами: совместимостью с живыми тканями и биоразлагаемостью (способностью быстро деструктировать под влиянием факторов окружающей среды).

Уникальные материалы

Одна из последних актуальных разработок архангельских химиков – биополимерные композитные аэрогели. Это материалы, обладающие уникальными физическими свойствами, которые позволяют повысить эффективность процесса лечения раневых поверхностей человека и животных.

Ученые лаборатории химии растительных биополимеров Института экологических проблем Севера ФИЦКИА УрО РАН получают органические аэрогели на основе биополимерных комплексов. Разработанный комплекс альгинат-хитозан производится из альгината бурых водорослей Белого моря  и хитина (хитозана) панцирьсодержащего сырья (крабы, креветки), добываемого в Баренцевом море.

— Макромолекула альгината содержит карбоксильные группы, которые заряжены отрицательно, а макромолекула хитозана – аминогруппы, заряженные положительно, – объясняет ведущий научный сотрудник лаборатории Ольга Бровко. – При взаимодействии отрицательно и положительно заряженных групп и образуется комплекс. Его структура, морфология и свойства отличаются от структуры и свойств исходных полиэлектролитов.

Фактически речь идет о своеобразном синергетическом эффекте: в составе биополиэлектролитного комплекса один полиэлектролит усиливает, взаимно обогащает свойства другого. В результате материал обретает новые свойства.

«Замороженный дым»

Технология получения аэрогеля включает несколько этапов. Сначала из исходных полиэлектролитов – альгината и хитозана – получают гель. Затем гель проходит стадию сушки в среде сверхкритического флюида (диоксида углерода). Сверхкритический флюид – форма агрегатного состояния вещества, в которую способны переходить многие органические и неорганические вещества при достижении определенных температуры и давления. В этом состоянии исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Сушку материала осуществляют в экстракционных установках (автоклавах) для СКФ-экстракции.

В результате сушки получается мезопористая матрица с очень низкими плотностью и массой: иногда аэрогели метафорически называют «замороженным дымом» и «твердым газом». В трёхмерной структуре этого вещества жидкая фаза полностью заменена воздухом. У аэрогеля низкие коэффициенты теплопроводности, электропроводности и преломления света. Иначе говоря, обладает он свойствами изоляционного материала.

Область применения

Как отмечает Ольга Бровко, такой аэрогель может иметь разные области применения. Например, его можно использовать для получения биосенсоров – регистрирующих элементов, позволяющих оценивать содержание определённых веществ в среде (воздухе, воде и так далее). Также аэрогель может использоваться как энтеросорбент. А благодаря высокой пористости и биосовместимости аэрогель востребован в биомедицине как средство доставки лекарственных веществ к органу-мишени (больному органу), а в тканевой биоинженерии – для временной замены поврежденных живых тканей.

Пористая структура инновационного аэрогеля позволяет насыщать материал лекарственными веществами и одновременно гарантирует стабильное поглощение влаги. Это означает, что аэрогель может стать эффективным компонентом раневых повязок нового поколения.

Проведенные лабораторные испытания аэрогеля (в комбинации с антисептическим лекарственным средством) на растворах, моделирующих состояние раневой поверхности, оказались результативными. Испытуемый биополимерный аэрогель работает по заданной схеме.

Благодаря инновационному материалу происходит постепенное, пролонгированное высвобождение лекарства из медицинской повязки в терапевтических дозах, что исключает передозировку активного вещества тканями раневой поверхности. Это означает, что процесс лечения, заживления раны должен протекать более эффективно и рационально, чем при лечении с использованием стандартной медицинской повязки.

Следующий этап работы ученых предполагает испытание на реципиентах – подопытных животных. 

Пресс-служба ФИЦКИА УрО РАН

Общество

25 июня

В сто­лице Поморья нака­нуне Дня горо­да про­шел кон­церт «Za Россию»

25 июня

В Шен­курс­ком райо­не откры­ли памят­ник герою Вели­кой Оте­чест­ве­нной войны – тан­кисту Дмит­рию Рябову

25 июня

Севе­ряне при­со­еди­нились ко Все­рос­сийско­му олим­пийско­му дню

25 июня

Пер­вые 15 тонн ста­рых автомо­бильных шин отпра­влены из Архан­гель­ска на пере­раб­от­ку в Дмитров

25 июня

Кон­курс­ная комис­сия Мино­боро­ны РФ под­вела итоги рабо­ты в Поморье

24 июня

В Поморье опреде­лили победи­те­лей кон­курса «Глав­ное право – право на жизнь!»

24 июня

ГИБДД напо­мина­ет: автомо­биль явля­ет­ся источни­ком повыш­ен­ной опасности

24 июня

В рам­ках празд­но­ва­ния Дня горо­да в Архан­гель­ске прой­дет кон­церт «Za Россию».

24 июня

Аркти­чес­кий пла­ву­чий уни­вер­си­тет отпра­вил­ся в экспе­ди­цию

24 июня

Поморье при­мет учас­тие во Все­рос­сийск­ом Олим­пийск­ом дне

24 июня

Фор­миру­ет­ся дело­вая часть VII Чем­пи­она­та Рос­сии «Лесо­руб XXI века»

24 июня

«Пока мы вмес­те, нам мно­гое по пле­чу»: в Архан­гель­ске завер­шился Окруж­ной форум доб­роволь­цев СЗФО

24 июня

Жите­ли Архан­гель­ской области смо­гут при­со­еди­ниться к празд­но­ва­нию «Дня моло­дежи» онлайн

23 июня

На июнь­ской сес­сии областно­го Соб­ра­ния при­нято 14 областных законов

23 июня

В Устья­нс­ком райо­не появит­ся новый ком­плекс ГТО

23 июня

В Архан­гель­ске прой­дет кон­фер­ен­ция застройщи­ков

23 июня

В Архан­гель­ской области вновь будет рабо­тать меж­реги­ональ­ный свод­ный сту­ден­чес­кий меди­цин­ский отряд «Коллеги»

23 июня

Про­ект обус­тройства цен­тра улич­ного бас­кетбо­ла полу­чил положи­тель­ные откли­ки северян

23 июня

Царев­на-Мор­ош­ка и Мезен­ская лисич­ка: в Поморье накоп­лен успе­шный опыт по этнобр­ен­диро­ва­нию тер­рито­рий

Похожие новости

29 июня Общество

Ост­ров Земля Алек­сандры учас­тву­ет в общер­ос­сийск­ом голо­сова­нии

29 июня Общество

САФУ активно учас­тву­ет в реали­за­ции нац­про­ек­та «Наука»

29 июня Общество

Уче­ные нац­парка «Рус­ская Аркти­ка» отпра­вились на Новую Землю изу­чать крас­нок­ниж­ного атланти­чес­кого моржа

25 июня Культура

День рож­де­ния Архан­гель­ска прой­дет в режиме онлайн

18 июня Общество

Кон­курс «Коман­да Аркти­ки»: подать заяв­ку можно до 21 июня

18 июня Общество

В Архан­гель­ске прой­дет Меж­дуна­род­ный моло­деж­ный образо­ватель­ный форум «Аркти­ка. Сде­лано в Рос­сии-2020»

17 июня Культура

«Аркти­чес­кая сказ­ка» из Архан­гель­ска победи­ла в рос­сийск­ом конкурсе

17 июня Общество

Выставка фина­лис­тов шес­той «Аркти­чес­кой палит­ры» про­шла на ютуб-кана­ле нац­парка «Рус­ская Арктика»

15 июня Общество

Кинок­ласси­ку воен­ных фильм­ов пока­жут в рам­ках акции «Сквозь время»

8 июня Губернатор

Про­цесс раз­раб­от­ки еди­ной про­граммы соцэ­кон­ом­разви­тия Архан­гель­ской области и НАО дол­жен быть мак­сималь­но открытым

6 июня Общество

«Коман­да Аркти­ки»: набор про­дол­жа­ет­ся

1 июня Губернатор

Алек­сандр Цыбуль­ский поздра­вил архан­гель­ских моря­ков с Днем Север­ного флота