ИСТИНА

Бактериальная целлюлоза (БЦ) – полисахарид, продуцирующийся ограниченным числом бактерий. БЦ обладает биосовместимостью и медленной биодеградируемостью, микропористой структурой и хорошими механическими свойствами. Благодаря этим свойствам БЦ имеет разнообразные применения в биомедицине: искусственная кожа, раневые повязки и многие другие [1]. Однако отсутствие у БЦ некоторых свойств (например, очень важного для использования в медицине свойства антимикробной активности) ограничивает ее применение. В связи с этим большой интерес представляют разнообразные композиты на основе БЦ, улучшающие ее свойства по сравнению с чистой БЦ [2]. Среди полимеров, используемых для композитного синтеза, хитозан, желатин и коллаген были успешно объединены с БЦ для улучшения ее биологических свойств [2]. Поскольку известно, что распространенный биополимер хитозан обладает биосовместимостью, нетокисчностью, выраженными антимикробными свойствами, он широко используется в разнообразных биомедицинских приложениях [3]. В связи с этим, композиты на основе БЦ и хитозана могут оказаться очень перспективным материалом для применения в биомедицине. Наличие функциональных N-H и O-H групп обеспечивает прочные водородные связи между БЦ и хитозаном. Было показано, что БЦ/хитозановые композиты демонстрируют выраженные улучшения в физико-механических и биомедицинских свойствах [4]. Общим местом во всех работах, посвященных БЦ/хитозановым композитам, было 224 использование уксусной кислоты в качестве растворителя для хитозана. Однако биомедицинские приложения требуют высокой чистоты, включая отсутствие каких-либо остатков растворителя. В качестве альтернативы уксусной кислоте для растворения хитозана может быть использован раствор угольной кислоты: вода, насыщенная диоксидом углерода при давлении в несколько сот атмосфер. Это уникальная среда, поскольку, во-первых, она абсолютно биосовместима и само-нейтрализующаяся, так как при декомпрессии разлагается на чистую воду и углекислый газ; а во-вторых, варьируя такие параметры как давление и температура, можно контролировать pH среды, а значит, и растворяющую способность по отношению к хитозану, без добавления дополнительных химических агентов. Таким образом, целью нашего исследования стала разработка методики получения композитных материалов на основе БЦ и хитозана из растворов угольной кислоты. На рисунке ниже вы можете видеть схему эксперимента по синтезу композита БЦ/хитозан. Порошок хитозана помещается в реактор высокого давления миниавтоклав-кювету, после чего добавляется вода, и затем нагнетается давление CO2. После растворения хитозана в раствор добавляется пленка бактериальной целлюлозы, а затем снова нагнетается давление. Количественное определение нанесенного хитозана определяется методом тритиевой метки. Рисунок 1. Схема эксперимента по синтезу композита БЦ/хитозан из раствора угольной кислоты 225 По результатам ИК-спектроскопии полученных композитных пленок нами было показано, что в композите имеются аминогруппы, что свидетельствует о присутствии хитозана в пленке. Также было показано макромолекулы хитозана, проникая в стеку целлюлозы, разрывают водородные связи между гидрокси-группами БЦ, что понижает кристалличность БЦ, и что в дальнейшем сказывается на механических свойствах (однако эффект незначительный). Кроме того, полученные образцы были исследованы на механические свойства, а их структура была изучена методом СЭМ. Список литературы [1] Shoda et al. Biotechnol. Bioprocess Eng. 10, 1–8 (2005). [2] Shah et al. Carbohydr. Polym. 98, 1585–1598 (2013). [3] Dash et al. Prog. Polym. Sci. 36, 981–1014 (2011). [4] Kim et al.. J. Polym. Res. 18, 739-744 (2011). Благодарности Работа выполнена при поддержке РФФИ, исследовательский проект No 18-29- 06049 мк