name: Разработка методов модификации и переработки фиброина в волокнистые материалы и гидрогели медико-биологического назначения
keyword_list: Регенеративная медицина Конформационный переход Тканевая инженерия Дженипин Химическая сшивка Фиброин Хитозан Аминополисахарид
abstract: Цель работы: разработка методов получения не растворимых в воде волокнистых и гидрогелевых материалов медико-биологического назначения путем переработки регенерированного фиброина.
  Объект исследования: пленки, волокна и гидрогелевые материалы на основе фиброина и хитозана, способы их получения.
  Методы исследования: методы вибрационной и ротационной вискозиметрии, кондуктометрия, методы лиофильной сушки композиций и растворов фиброина и хитозана, гравиметрические методы, атомно-силовая, оптическая, конфокальная лазерная и сканирующая электронная микроскопия, коагуляционное формование, бескапиллярное электроформование, метод тестирования экстрактов.
  Достигнутые результаты: Установлена роль конформационных переходов фиброина и структурообразования в его смешанных растворах с хитозаном при формовании не растворимых в воде композиционных волокон и гидрогелей. Определены пути воздействия на продолжительность стадий модификации аминогрупп дженипином и образования сшитой пространственной сетки при получении биополимерных материалов из фиброина и хитозана.
  Разработаны методы получения волокнистых и гидрогелевых материалов на основе фиброина и его смеси с хитозаном, перспективных для применения в качестве пористых биополимерных матриц для тканевой инженерии и систем с контролируемым высвобождением лекарственных соединений. Разработан способ получения биодеградируемых криоструктуратов с высокой влагоудерживающей способностью, регулируемым размером пор и скоростью биодеградации, и показана эффективность их использования в качестве 3D-подложки в процессе культивирования животных клеток. Установлено, что введение фиброина приводит к подавлению воспалительной реакции тканей, усилению клеточной адгезии и пролиферации живых клеток на волокнистом материале из сшитого хитозана. Установлен пролонгирующий эффект иммобилизации биологически активных соединений в структуре сшитых биополимерных пленок из фиброина и хитозана, модифицированных дженипином.
  Впервые:
  1. Обоснованы способы перевода композиций хитозана и фиброина в не растворимое в воде состояние: конформационный переход в фиброине и химическая сшивка, и на этой основе предложены технологические решения в области формования волокон.
  2. На примере пленок установлено, что обработка водно-этанольным раствором может служить эффективным средством перевода материалов на основе фиброина в не растворимую форму. Доказано, что в основе этого факта лежит конформационный переход фиброина в β-складчатую конформацию.
  3. Установлены новые особенности механизма взаимодействия фиброина и хитозана с дженипином и гелеобразования в их растворах: продолжительный индукционный период роста вязкости и интенсивности поглощения при λ=610 нм, предшествующие образованию пространственной сетки сшитых биополимеров.
  4. Обнаружено, что индукционный период реакции сшивки фиброина и хитозана (1:1) дженипином, детектируемый по стадии роста интенсивности синей окраски раствора, в 3 раза продолжительнее по сравнению с хитозаном, что создало возможность совместить процесс модификации и технологические операции формования не растворимого в воде волокна, пригодного для использования во влажной среде организма.
  5. Установлена взаимосвязь состава формовочных композиций на основе растворов фиброина и хитозана, условий коагуляционного и электроформования мононитей и волокнистых материалов, условий перевода биополимеров в не растворимое состояние и растворимости, осмотических и физико-механических свойств пленок и волокон.
  Внедрение: По результатам работы будет разработан патент
  Эффективность: Разработанные материалы обладают биосовместимость, отсутствует цитотоксичность разработанных пленок и нановолокнистых материалов. Фиброин-содержащие волокна способны поддерживать трехмерный рост стволовых мезенхимальные клеток.
chairman_dissertation_council.name: Константин
chairman_dissertation_council.surname: Кобраков
chairman_dissertation_council.patronymic: Иванович
chairman_dissertation_council.position: Профессор кафедры органической химии
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: А-9370-2014
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6701788856
chairman_dissertation_council.rinc_id: 45039
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0001-8940-0112
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Валерий
organization_supervisor.surname: Белгородский
organization_supervisor.patronymic: Савельевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 61.57.01
rubrics.name: Общие вопросы
rubrics.code: 61.57.31
rubrics.name: Высшие полисахариды и их производные. Лигнины
rubrics.code: 31.25.15
rubrics.name: Структура и свойства природных и синтетических высокомолекулярных соединений
oecds.code: 02.04.II
oecds.name: ENGINEERING, CHEMICAL
oecds.code: 01.04.UY
oecds.name: POLYMER SCIENCE
speciality_codes.name: Технология и переработка полимеров и композитов
speciality_codes.code: 05.17.06
supervisors.fio: Кильдеева Н.Р.
supervisors.scientific_degree: Доктор химических наук
supervisors.speciality_code: Технология и переработка полимеров и композитов
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Варламов В.П.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Устинов Т.П.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология и переработка полимеров и композитов
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГБОУ ВО "РГУ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА"
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА (ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО)"
protection_organization.ogrn: 1027739119561
protection_organization.supervisor_name: ВАЛЕРИЙ
protection_organization.supervisor_surname: БЕЛГОРОДСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: САВЕЛЬЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБОУ ВО "РГУ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА"
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. КОСЫГИНА (ТЕХНОЛОГИИ. ДИЗАЙН. ИСКУССТВО)"
author_organization.ogrn: 1027739119561
author_organization.supervisor_name: ВАЛЕРИЙ
author_organization.supervisor_surname: БЕЛГОРОДСКИЙ
author_organization.supervisor_patronymic: САВЕЛЬЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения