Жуйкова Ю.В. — НОМИНАНТ № 1 на ПРЕМИЮ имени П.П. ШОРЫГИНА 2018


НОМИНАНТ № 1 на ПРЕМИЮ имени П.П. ШОРЫГИНА 2018 г.

Жуйкова (Чудинова) Юлия Владимировна

Жуйкова

Место работы, должность: ФИЦ Биотехнологии РАН, Институт биоинженерии, лаборатория инженерии биополимеров, м.н.с.

Адрес: г. Москва, проспект 60-летия Октября 7/1.

Тонкие пленки на основе хитозана и κ-каррагинана для применения в биомедицине.

Тонкие пленки, сформированные на основе природных полисахаридов, могут найти применение в биомедицине, а именно в тканевой инженерии – для покрытия  медицинских имплантатов. Нанесение полимерного наноструктурированного покрытия на имплантат может улучшить сродство между ним и костной тканью. Цель работы — получение тонких пленок на основе полисахаридов и определение возможности использования таких покрытий в качестве матриц для культивирования клеток. Пленки были сформированы на основе хитозана (ММ=200 кДа, СД=95%) с помощью метода послойной сборки. В качестве противоположно заряженного полимера был использован κ-каррагинан – линейный полисахарид, состоящий из остатков галактозы и обладающий отрицательным зарядом за счет наличия сульфатных групп. Согласно литературным данным, трудность использования чистого хитозана в качестве матрицы для культивирования клеток фибробластов может быть связана с электростатическими взаимодействиями положительно заряженных аминогрупп хитозана с клеточной поверхностью, что нарушает активность трансмембранных клеточных рецепторов. Это отрицательно влияет на адгезию к поверхности и пролиферацию клеток (Romanova et al., 2015). Нейтрализация поверхностного заряда уменьшает данный эффект, поэтому целесообразным может стать применение хитозана и противоположно заряженного полиэлектролита в составе мультислойной пленки. При этом за счет формирования полиэлектролитного комплекса положительный заряд хитозана нивелируется.

Были созданы тонкие пленки из последовательно нанесенных друг на друга хитозана и каррагинана, подобраны толщина, оптимальные условия их получения. С помощью АСМ исследована структура пленок, особенности морфологии каждого слоя, некоторые механические параметры (модуль Юнга, сила адгезии). Использовали данные пленки для культивирования на их поверхности фибробластоподобных клеток. Наблюдалось хорошее прикрепление клеток, распластывание и пролиферация, по сравнению с пленками из одного слоя хитозана. Далее, изучали возможность покрытия многослойной пленкой образца сплава на основе титана. Такие материалы используются в ортопедии для создания инженерно-медицинских конструкций и должны обладать хорошей биосовместимостью. Продемонстрировано значительное улучшение адгезии клеток линии MG-63 к поверхности, модифицированной хитозан-каррагинановой пленкой, по сравнению с подложкой без покрытия. Таким образом, была показана принципиальная возможность модификации подложки для улучшения адгезии фибробласто- и остеобластоподобных клеток  с помощью пленок из хитозана и каррагинана. Такие материалы могут найти применение в ортопедии для улучшения функциональных характеристик металлических имплантатов.


Список работ:

Статьи:

  1. Ю. В. Чудинова, М. В. Коновалова, А. В. Ильина, В. П. Варламов Влияние физико-химических характеристик хитозана на структуру тонких пленок // Известия Уфимского научного центра РАН, 2016, №3 (1), с. 103-106.
  2. Yuliya V. Chudinova, Denis V. Kurek, Valery P. Varlamov Molecular structure and formation of chitosan and pectin based thin films // Progress on Chemistry and Application of Chitin and its Derivatives, 2016, № 21, с.18-26.
  3. Yuliya V. Chudinova, Denis V. Kurek, Valery P. Varlamov Molecular architecture of natural polysaccharide based thin films // Solid State Phenomena, 2016, № 258, р.358-361.

Тезисы докладов:

  1. Ю. В. Чудинова, Д. В. Курек, «Использование атомно-силовой микроскопии для исследования межмолекулярных взаимодействий природных полисахаридов» // Материалы XХV-й Российской конференции по электронной микроскопии (РКЭМ-2014), Черноголовка: ИПТМ РАН, 2014. с. 644.
  2. Ю. В. Чудинова, Д. В. Курек, «Особенности формирования тонких плёнок на основе природных полисахаридов» // Материалы XII Международной Конференции «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» Пермь. 2014. с. 351-354.
  3. Ю. В. Чудинова, «Изучение формирования тонкопленочных структур на основе природных полисахаридов пектина и хитозана» // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2015», Москва. 2015.
  4. Y. V. Chudinova, «Molecular structure and formation of chitosan and natural polysaccharides based thin films» // Abstract of XXI Conference «New aspects on chemistry and application of chitin and its derivatives», Szczecin, Poland. 2015.
  5. Ю. В. Чудинова, Д. В. Курек «Изучение морфологических и физических характеристик тонких плёнок на основе природных полисахаридов с помощью атомно-силовой микроскопии» // Материалы XXVI Российской конференции по электронной микроскопии (Техноюнити – РКЭМ-2016) / Зеленоград. 2016.
  6. Yuliya V. Chudinova, Denis V. Kurek «Molecular architecture of natural polysaccharide based thin films» // Abstract of 8th International conference on Materials structure & micromechanics of fracture, Brno, Czech Republic. 2016.
  7. Чудинова Ю.В., Глухов Г.С. Изучение структуры и свойств тонких пленок на основе хитозана и других природных полисахаридов // Материалы Седьмой Всероссийской Каргинской Конференции «Полимеры — 2017» Москва. 2017. с.363.
  1. Жуйкова Ю. В., Варламов В.П. Тонкие пленки на основе хитозана для биомедицинского применения // Материалы третьего междисциплинарного молодежного научного форума с международным участием «Новые материалы» г. Москва. 2017. с. 763-765.