к списку работ

Разработка полимер-липидных наноконтейнеров для инкапсулирования и контролируемого высвобождения биологически активных веществ.

Исполнитель: Давыдов Дмитрий Александрович, аспирант химического факультета, кафедры высокомолекулярных соединений Научный руководитель: Ярославов Александр Анатольевич

Краткая аннотация

1. Актуальность и новизна проекта

За последние десятилетия накоплен большой массив данных по разработке способов получения и практическому применению микро и наноконтейнеров для инкапсулирования и контролируемого высвобождения биологически активных веществ. Оболочка таких контейнеров может быть сформирована из полимерных гелей, липидных бислоев, белков и т.д. Изучены основные способы включения биологических препаратов в контейнеры и описаны подходы, позволяющие влиять на скорость высвобождения содержимого капсулы (получать препараты пролонгированного действия). Поддержание концентрации препарата на должном уровне в течение длительного времени важно не только для лекарств, но и для биологически активных веществ (БАВ). В последние годы отмечается заметный рост популярности спортивного питания, что в большой степени связано с пропагандой здорового образа жизни с одной стороны и борьбой со стрессом с другой

2. Цель работы.

Проект направлен на разработку способов получения гибридных полимер-липидных наноконтейнеров и их использование для контролируемой доставки и высвобождения БАВ.

3. Назначение научно-технических продуктов (изделий и т.п.)

Биодеградируемые наноконтейнеры, заполненые различными БАВ, позволят расширить круг препаратов используемых для профилактики заболеваний, повышения стрессоустойчивости и т.д. Такая технология будет иметь широкую область коммерческого использования, ее конкурентоспособность определяется уникальными свойствами конечного продукта - гибридных полимер-липидных нанокапсул. В настоящее время на российском и мировом рынках аналогов таких продуктов нет.

Достигнутые результаты

Были получены многослойные полимерные покрытия на основе противоположно заряженных полиэлектролитов поли-N-этил-4-винилпиридиния (ПЭВП) и полиакриловой кислоты (ПАК) на поверхности слюды. Выбор подобных объектов был обусловлен высокой гибкостью цепи и плотностью заряда полимеров, что обеспечивает высокую плотность сформированного при их взаимодействии покрытия.

По результатам сканирования методом атомно-силовой микроскопии было установлено, что толщина единичного слоя составляет от 5-6 нм, в зависимости от концентрации адсорбированного поликатиона, что соответствует теоретическим расчетам в предположении возможности образования полимерных петель на заряженной поверхности, при этом, в каждом отдельном случае были получены плоские слои с количеством дефектов 9-15%(рис. 1-3). Введение ПАК, приводит к сжатию слоя до 4-5 нм соответственно, за счет уплотнения слоя в результате взаимодействия противоположно заряженных звеньев. Дефектность в этом случае составляет 30-40% (рис. 4). Для уменьшения количество неоднородностей поверхности до 5-8% необходимо формирования минимум четырех слоев ПЭВП-ПАК с толщиной 10-16 (рис. 5) нм, при соотношении количества полимеров в интервале 1:1 – 1:1,5 соответственно.

Рис.1. Свежесколотая слюда с нанесенным ПЭВП. Толщина слоя 5,2 нм, количество дефектов 9%

Рис.2 Свежесколотая слюда с нанесенным ПЭВП. Толщина слоя 5 нм, количество дефектов 12%

Рис. 3 Свежесколотая слюда с нанесенным ПЭВП. Толщина слоя 5,6 нм, количество дефектов 1%.

Рис.4. Результат послойного нанесения ПЭВП-ПАК. Толщина покрытия 4,7 нм, количество дефектов 32%.

Рис. 5. Покрытие, полученное в результате последовательного четырехкратного нанесения ПЭВП-ПАК. Толщина слоя 13-19 нм., количество дефектов 1%.