RU2416389C1 - Solid-phase method of producing bioactive nanocomposite - Google Patents
Solid-phase method of producing bioactive nanocomposite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416389C1 RU2416389C1 RU2009139194/15A RU2009139194A RU2416389C1 RU 2416389 C1 RU2416389 C1 RU 2416389C1 RU 2009139194/15 A RU2009139194/15 A RU 2009139194/15A RU 2009139194 A RU2009139194 A RU 2009139194A RU 2416389 C1 RU2416389 C1 RU 2416389C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- salt
- hyaluronic acid
- containing compounds
- sulfur
- diglycidyl ether
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к природным полимерам из класса полисахаридов, а именно к твердофазному способу получения биоактивного нанокомпозита на основе химически модифицированной серусодержащими соединениями сшитой соли гиалуроновой кислоты (ГК) и наночастиц благородных металлов, и может найти применение в различных областях медицины, в косметике, например, в эстетической дерматологии и пластической хирургии.The invention relates to natural polymers from the class of polysaccharides, namely to a solid-phase method for producing a bioactive nanocomposite based on chemically modified sulfur-containing compounds of a cross-linked salt of hyaluronic acid (HA) and noble metal nanoparticles, and can be used in various fields of medicine, in cosmetics, for example, in aesthetic dermatology and plastic surgery.
Неизвестны твердофазные способы получения биоактивного нанокомпозита на основе химически модифицированной серусодержащими соединениями сшитой соли и наночастиц благородных металлов. Однако известен твердофазный способ получения сшитой соли гиалуроновой кислоты (патент РФ 2366665), а также способ получения сшитой соли гиалуроновой кислоты в растворе (патент РФ 2366666).Solid-phase methods for producing a bioactive nanocomposite based on chemically modified sulfur-containing compounds of a cross-linked salt and noble metal nanoparticles are unknown. However, a solid-phase method for producing a cross-linked salt of hyaluronic acid is known (RF patent 2366665), as well as a method for producing a cross-linked salt of hyaluronic acid in solution (RF patent 2366666).
Известен жидкофазный многоступенчатый способ получения биоактивного нанокомпозита на основе химически модифицированной серусодержащими соединениями и полипептидами олигомерной гиалуроновой кислоты (молекулярная масса 3000-8000) и наночастиц (16 нм) золота [H.Lee, K.R.Lee, I.Kim, T.Park. "Synthesis, Characterization and in vivo Diagnostic Application H.A. immobilized Gold Nanoparticles". Biomaterials, 2008, 29, №35, 4709-4718]. Биоактивный нанокомпозит получают следующим образом: в водной среде модифицируют олигомерную гиалуроновую кислоту цистамином, натрийборциангидридом и дитиотреитолом, затем активируют 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимидом, после чего добавляют полипептид с красителем Hilyte Fluor 647. Образовавшийся сложный продукт прибавляют к водному коллоидному раствору наночастиц золота. Таким образом образуется нанокомпозит, содержащий одну частицу золота на 31 молекулу олигомерной гиалуроновой кислоты. Сведения о потребительских свойствах этого нанокомпозита не приведены.Known liquid-phase multistage method for producing a bioactive nanocomposite based on chemically modified sulfur-containing compounds and polypeptides of oligomeric hyaluronic acid (molecular weight 3000-8000) and gold nanoparticles (16 nm) [H.Lee, K.R. Lee, I. Kim, T. Park. "Synthesis, Characterization and in vivo Diagnostic Application H.A. immobilized Gold Nanoparticles." Biomaterials, 2008, 29, No. 35, 4709-4718]. A bioactive nanocomposite is prepared as follows: in an aqueous medium, oligomeric hyaluronic acid is modified with cystamine, sodium boron anhydride and dithiothreitol, then 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide is activated, after which a polypeptide with Hilyte Fluor 64 dye is added to the resulting product, which is added to the complex product. colloidal solution of gold nanoparticles. Thus, a nanocomposite is formed containing one gold particle per 31 oligomeric hyaluronic acid molecules. Information about the consumer properties of this nanocomposite is not given.
Недостатками этого способа являются многостадийность, большая длительность химических процессов, высокая стоимость органических реагентов, трудоемкая очистка конечных продуктов.The disadvantages of this method are multi-stage, the long duration of chemical processes, the high cost of organic reagents, laborious cleaning of the final products.
Задачей данного изобретения является создание экологически безопасного принципиально нового твердофазного способа, позволяющего получать не известные ранее биоактивные нанокомпозиты в отсутствие жидкой среды, без больших энерго- трудо- и водозатрат, при этом получать целевые продукты с высоким выходом, увеличить эффективность действия композитов, в частности повысить устойчивость к деструкции в присутствии гидроксильных радикалов, а также использовать разнообразные исходные реагенты для получения матрицы, в том числе водонерастворимые соли ГК, а также различные наполнители и тем самым расширить ассортимент получаемых композитов.The objective of this invention is the creation of an environmentally friendly fundamentally new solid-phase method that allows to obtain previously unknown bioactive nanocomposites in the absence of a liquid medium, without large energy, labor and water costs, while obtaining the target products with a high yield, increase the efficiency of the composites, in particular, to increase resistance to degradation in the presence of hydroxyl radicals, and also to use a variety of starting reagents to obtain the matrix, including water loss imye HA salt, as well as various fillers and thereby expand the range obtained composites.
Поставленная задача решается тем, что создан принципиально новый экологически безопасный твердофазный способ получения биоактивного нанокомпозита, включающего модифицированную серусодержащими соединениями сшитую соль гиалуроновой кислоты в качестве матрицы и наночастицы благородного металла как наполнитель, заключающийся в том, что пленку модифицированной серусодержащими соединениями сшитой соли гиалуроновой кислоты, полученной химическим взаимодействием соли гиалуроновой кислоты со смесью двух серусодержащих соединений и со сшивающим агентом в условиях одновременного воздействия давления в пределах от 50 до 300 МПа и деформации сдвига в механохимическом реакторе при температуре от 20° до 30°С, обрабатывают парами благородного металла методом катодного распыления, при этом степень наполнения композита металлом составляет от 3·10-2 до 10-1 мас.%.The problem is solved in that a fundamentally new environmentally friendly solid-phase method for producing a bioactive nanocomposite has been created, including a crosslinked salt of hyaluronic acid modified with sulfur-containing compounds as a matrix and a noble metal nanoparticle as a filler, namely, a film of a modified sulfur-containing compound of a cross-linked salt of hyaluronic acid chemical interaction of a salt of hyaluronic acid with a mixture of two sulfur-containing compounds and with a crosslinking agent under conditions of simultaneous pressure ranging from 50 to 300 MPa and shear strain in a mechanochemical reactor at a temperature of from 20 ° to 30 ° C, treated with noble metal vapor by cathodic spraying, while the degree of filling of the composite with metal is from 3 · 10 - 2 to 10 -1 wt.%.
Толщина пленки модифицированной сшитой соли гиалуроновой кислоты находится в пределах от 40 до 80 мкм. Благородным металлом является металл из ряда: золото, серебро, платина, палладий. Наночастицы наполнителя имеют размер от 1 до 10 нм.The film thickness of the modified cross-linked salt of hyaluronic acid is in the range from 40 to 80 microns. Noble metal is a metal from a number of: gold, silver, platinum, palladium. Filler nanoparticles have a size of 1 to 10 nm.
В качестве серусодержащих соединений можно использовать соединения из ряда: биотин, тиамин, L-цистеин, цистин, метионин, глутатион, метилметионинсульфония хлорид, 1-тиоглицерин, 2-меркаптоэтанол, 2-меркаптобензтиазол, тиомочевина, 1,4-димеркаптобутан-2,3-диол, кислота из ряда: тиогликолевая, 2,3-димеркаптоянтарная, липоевая. В частности, серусодержащим соединением является: смесь глутатиона и 1,4-димеркаптобутан-2,3-диола.As sulfur-containing compounds, one can use compounds from the series: biotin, thiamine, L-cysteine, cystine, methionine, glutathione, methyl methionine sulfonium chloride, 1-thioglycerol, 2-mercaptoethanol, 2-mercaptobenzthiazole, thiourea, 1,4-dimercaptobutane -diol, acid from the series: thioglycolic, 2,3-dimercaptosuccinic, lipoic. In particular, the sulfur-containing compound is: a mixture of glutathione and 1,4-dimercaptobutane-2,3-diol.
В качестве соли гиалуроновой кислоты можно использовать соль из ряда: тетраалкиламмониевая, литиевая, натриевая, калиевая, кальциевая, магниевая, бариевая, цинковая, алюминиевая, медная, золотая, или смешанная соль гиалуроновой кислоты из вышеуказанного ряда или гидросоль гиалуроновой кислоты. В частности, солью гиалуроновой кислоты является натриевая или смешанная золото-натриевая соль.As a salt of hyaluronic acid, you can use a salt from the series: tetraalkylammonium, lithium, sodium, potassium, calcium, magnesium, barium, zinc, aluminum, copper, gold, or a mixed salt of hyaluronic acid from the above series or a hyaluronic acid hydrosalt. In particular, the hyaluronic acid salt is a sodium or mixed gold-sodium salt.
В качестве сшивающего агента можно использовать эфир из ряда: диглицидиловый эфир этиленгликоля, диглицидиловый эфир диэтиленгликоля, диглицидиловый эфир триэтиленгликоля, диглицидиловый эфир полиэтиленгликоля, диглицидиловый эфир пропиленгликоля, диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола, диглицидиловый эфир 1,6-гександиола. В частности, сшивающим агентом является диглицидиловый эфир диэтиленгликоля.As a crosslinking agent, you can use ether from the series: diglycidyl ether of ethylene glycol, diglycidyl ether of diethylene glycol, diglycidyl ether of triethylene glycol, diglycidyl ether of polyethylene glycol, diglycidyl ether of propylene glycol, diglycidyl ether of 1,4-butanediol. In particular, the crosslinking agent is diethylene glycol diglycidyl ether.
Мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты к сумме серусодержащих соединений находится в пределах от 1000:1 до 100:1.The molar ratio: the salt of hyaluronic acid to the sum of sulfur-containing compounds is in the range from 1000: 1 to 100: 1.
Мольное соотношение: соль гиалуроновой кислоты к сшивающему агенту находится в пределах от 500:1 до 50:1. Мольное соотношение: сумма серусодержащих соединений к сшивающему агенту находится в пределах от 1:10 до 1:2.The molar ratio: the salt of hyaluronic acid to a crosslinking agent is in the range from 500: 1 to 50: 1. Molar ratio: the sum of sulfur-containing compounds to a crosslinking agent is in the range from 1:10 to 1: 2.
Продолжительность воздействия давления и деформации сдвига составляет от 6 до 40 секунд.The duration of pressure and shear deformation is from 6 to 40 seconds.
Механохимическим реактором, в частности, являются наковальни Бриджмена. Деформацию сдвига осущесвляют путем изменения угла поворота нижней наковальни Бриджмена в пределах от 50 до 350 градусов.The mechanochemical reactor, in particular, are Bridgman anvils. Shear deformation is carried out by changing the angle of rotation of the lower anvil of Bridgman in the range from 50 to 350 degrees.
Катодое напыление проводилось на напылительной установке JFC-II00 Е фирмы «JEOL» (Япония) в вакууме 10-1 Па, напряжении 100 в, силе тока 5 А и частоте 50 Гц.Cathode sputtering was carried out on a JFC-II00 E sprayer from JEOL (Japan) in a vacuum of 10 -1 Pa, a voltage of 100 V, a current of 5 A and a frequency of 50 Hz.
В отличие от известного способа, заявленный способ получения нанокомпозита включает этап получения матрицы модифицированной серусодержащими соединениями сшитой соли гиалуроновой кислоты в виде пленки путем химического взаимодействия соли гиалуроновой кислоты со смесью двух серусодержащих соединений и со сшивающим агентом, без растворителя, в условиях одновременного воздействия давления в пределах от 50 до 300 МПа и деформации сдвига в механохимическом реакторе при температуре от 20° до 30°С, в то время как в известном способе матрицу получают на основе химически модифицированной серусодержащими соединениями и полипептидами олигомерной гиалуроновой кислоты (молекулярная масса 3000-8000) в нескольких этапах в водной среде.In contrast to the known method, the claimed method for producing a nanocomposite includes the step of producing a matrix of a modified sulfur-containing compounds of a cross-linked salt of hyaluronic acid in the form of a film by chemical interaction of the salt of hyaluronic acid with a mixture of two sulfur-containing compounds and with a cross-linking agent, without solvent, under conditions of simultaneous pressure within from 50 to 300 MPa and shear strain in a mechanochemical reactor at a temperature of from 20 ° to 30 ° C, while in the known method, the matrix uchayut based on chemically modified sulfur-containing compounds and oligomeric polypeptides of hyaluronic acid (molecular weight 3000-8000) in multiple stages in an aqueous medium.
Другим существенным отличием является то, что введение в матрицу наполнителя осуществляют путем обработки полученной пленки парами благородного металла методом катодного распыления, а в известном способе к образовавшемуся водному коллоидному раствору сложного продукта модифицированной олигомерной гиалуроновой кислоты цистамином, натрийборциангидридом и дитиотреитолом, а затем активированной 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимидом прибавляют гидрозоль наночастиц золота. При этом степень наполнения композита золотом неизвестна, однако по отношению к олигомерной ПС количество золота составляет 1-2%, в то время как в заявленном способе степень наполнения композита металлом составляет от 3·10-2 до 10-1 мас.%. Кроме золота наполнителем являются и другие благородные металлы.Another significant difference is that the filler is introduced into the matrix by treating the resulting film with noble metal vapors by cathodic spraying, and in the known method, to the resulting aqueous colloidal solution of a complex product of modified oligomeric hyaluronic acid with cystamine, sodium boron anhydride and dithiothreitol, and then activated 1-ethyl Gold hydrosol is added with 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide. The degree of filling of the composite with gold is unknown, however, in relation to the oligomeric PS, the amount of gold is 1-2%, while in the claimed method the degree of filling of the composite with metal is from 3 · 10 -2 to 10 -1 wt.%. In addition to gold, fillers are other noble metals.
Таким образом достигнут новый технический результат, заключающийся в том, что способ упрощен (малоступенчат), позволяет расширить ассортимент получаемых композитов за счет возможности использовать самые разнообразные, в том числе водонерастворимые соли ГК. Стойкость к деструкции в присутствии гидроксильных радикалов получаемых композитов увеличена в 2-3 раза по сравнению с контрольным результатом. Кроме того, следует отметить, что решение поставленной задачи стало возможным благодаря тому, что процесс осуществляют путем взаимодействия исходных реагентов в твердом порошкообразном состоянии при одновременном воздействии давления и деформации сдвига. Способ по существу не имеет аналогов, экологически безопасен, не требует больших энерго-, трудо- и водозатрат, целевые продукты получают с высоким выходомThus, a new technical result was achieved, namely, that the method is simplified (low-speed), allows you to expand the range of the resulting composites due to the ability to use a wide variety of, including water-insoluble salts of HA. The resistance to destruction in the presence of hydroxyl radicals of the resulting composites is increased by a factor of 2–3 compared with the control result. In addition, it should be noted that the solution to the problem has become possible due to the fact that the process is carried out by reacting the starting reagents in a solid powder state under the influence of pressure and shear strain. The method essentially has no analogues, is environmentally friendly, does not require large energy, labor and water costs, the target products are obtained in high yield
Количественный характер выхода продуктов зависит от степени взаимодействия глицидиловых групп сшивающего агента с гидроксильными группами солей ГК и гидроксильными или карбоксильными группами серусодержащих соединений. Поэтому о количественном выходе целевых продуктов судили по данным ИК-Фурье спектрального анализа исходных реагентов и продуктов реакции. Установлено, что в спектрах этих продуктов полностью отсутствуют характеристические полосы глицидиловых групп сшивающих агентов (850-860 и 900-920 см-1) и присутствуют появившиеся в результате взаимодействия глицидиловых групп сшивающих агентов с гидроксильными группами солей ГК и серусодержащими соединениями. Выход модифицированных сшитых солей ГК определяли по результатам экстракции водным или спиртовым раствором конечных продуктов реакции при 50°С. Выделенные из экстрактов продукты взаимодействия ДЭГ-1 с серусоджержащими соединениями, не вступившие в реакцию с солями ГК, составляли 1-3 мас.% от количества исходных компонентов, что соответствует практически количественному (97-99%-ному) выходу модифицированных сшитых солей ГК. Размер наночастиц благородных металлов оценивался по положению максимума поглощения разбавленных коллоидных растворов (гидрогелей) в УФ-спектрах [Л.А.Дыкман, В.А.Богатырев, С.Ю.Щеголев, Н.Г.Хлебцов. ЗОЛОТЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ. Синтез, свойства, биомедицинское применение. М., Наука. 2008, стр.46]. Стойкость к деструкции в присутствии гидроксильных радикалов оценивалась по величине полупериода снижения вязкости гидрогелей, полученных из конечных продуктов, как описано Wong et al. в Inorganic Biochemistry, В. 14, Р.127 (1981) и в патенте РФ №2174985. Контрольная величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, из нанокомпозита, полученного из тех же исходных компонентов, но жидкофазным методом составляет 55 часов (см. сравнительный пример - 7).The quantitative nature of the product yield depends on the degree of interaction of the glycidyl groups of the crosslinking agent with the hydroxyl groups of the HA salts and the hydroxyl or carboxyl groups of the sulfur-containing compounds. Therefore, the quantitative yield of the target products was judged by the IR Fourier spectral analysis of the starting reagents and reaction products. It has been established that the spectra of these products completely lack characteristic bands of the glycidyl groups of the crosslinking agents (850-860 and 900-920 cm -1 ) and that the resulting glycidyl groups of the crosslinking agents with the hydroxyl groups of HA salts and sulfur-containing compounds are present. The yield of modified crosslinked HA salts was determined by the results of extraction with an aqueous or alcoholic solution of the final reaction products at 50 ° C. The products of the interaction of DEG-1 with sulfur-containing compounds isolated from extracts, which did not react with HA salts, accounted for 1-3 wt.% Of the amount of the starting components, which corresponds to an almost quantitative (97-99%) yield of modified crosslinked HA salts. The size of the noble metal nanoparticles was estimated by the position of the maximum absorption of diluted colloidal solutions (hydrogels) in the UV spectra [L.A. Dykman, V.A. Bogatyrev, S.Yu. Shchegolev, N.G. Khlebtsov. GOLD NANOPARTICLES. Synthesis, properties, biomedical application. M., Science. 2008, p. 46]. The resistance to degradation in the presence of hydroxyl radicals was estimated by the magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of hydrogels obtained from the final products, as described by Wong et al. in Inorganic Biochemistry, B. 14, P.127 (1981) and in the patent of the Russian Federation No. 2174985. The control value of the half-period for reducing the viscosity of the hydrogel from the nanocomposite obtained from the same starting components, but using the liquid-phase method, is 55 hours (see comparative example - 7).
Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами:The invention can be illustrated by the following examples:
Получение биоактивного нанокомпозитаObtaining a bioactive nanocomposite
Пример 1. Порошкообразную смесь из 160,0 мг (4·10-4 моля) натриевой соли ГК (мол. масса 2300000), 0,65 мг (2·10-6 моля) глутатиона, 0,4 мг (8·10-6 моля) 1,4-димеркаптобутан-2,3-диола, 2,7 мг (8·10-6 моля) диглицидилового эфира диэтиленгликоля (ДЭГ-1) помещают на нижнюю наковальню Бриджмена (диаметр рабочей поверхности =3 см), накрывают верхней наковальней, наковальни ставят под пресс и подвергают давлению 300 МПа при 20°С, при угле поворота нижней наковальни 350° в течение 40 сек. Далее снимают давление, вынимают наковальни из-под пресса. Образовавшуюся пленку толщиной 80 мкм модифицированной серусодержащими соединениями сшитой натриевой соли ГК помещают в распылительное устройство с золотым катодом и напыляют золотом в течение 40 сек. Максимум поглощения составляет 513 нм, что соответствует величине 5 нм для размера частиц золота. Степень наполнения композита золотом составляет 5·10-2%. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, полученного из конечного продукта, составляет 160 часов.Example 1. A powder mixture of 160.0 mg (4 · 10 -4 mol) of sodium salt of HA (mol. Mass 2300000), 0.65 mg (2 · 10 -6 mol) of glutathione, 0.4 mg (8 · 10 -6 moles) 1,4-dimercaptobutane-2,3-diol, 2.7 mg (8 · 10 -6 moles) of diethylene glycol diglycidyl ether (DEG-1) is placed on the Bridgman lower anvil (diameter of working surface = 3 cm), cover the upper anvil, put the anvil under the press and subjected to a pressure of 300 MPa at 20 ° C, with an angle of rotation of the lower anvil 350 ° for 40 sec. Then relieve pressure, remove the anvil from the press. The resulting film with a thickness of 80 μm modified sulfur-containing compounds of crosslinked sodium salt of HA is placed in a spraying device with a gold cathode and sprayed with gold for 40 seconds. The absorption maximum is 513 nm, which corresponds to 5 nm for the size of gold particles. The degree of filling of the composite with gold is 5 · 10 -2 %. The magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of the hydrogel obtained from the final product is 160 hours.
Пример 2. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него пленку модифицированной серусодержащими соединениями сшитой натриевой соли ГК напыляют золотом в течение 80 сек. Максимум поглощения составляет 516 нм, что соответствует величине 10 нм для размера частиц золота. Степень наполнения композита золотом составляет 10-1 %. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, полученного из конечного продукта, составляет 170 часов.Example 2. Performed similarly to example 1, however, in contrast to it, a film of modified sulfur-containing compounds of crosslinked sodium salt of HA is sprayed with gold for 80 seconds. The absorption maximum is 516 nm, which corresponds to 10 nm for the size of gold particles. The degree of filling of the composite with gold is 10 -1 %. The magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of the hydrogel obtained from the final product is 170 hours.
Пример 3. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него пленку модифицированной серусодержащими соединениями сшитой натриевой соли ГК напыляют золотом в течение 8 сек. Максимум поглощения составляет 510 нм, что соответствует величине 1 нм для размера частиц золота. Степень наполнения композита золотом составляет 3·10-2 %. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, полученного из конечного продукта, составляет 150 часов.Example 3. Performed similarly to example 1, however, in contrast to it, a film of modified sulfur-containing compounds of crosslinked sodium salt of HA is sprayed with gold for 8 seconds. The absorption maximum is 510 nm, which corresponds to a value of 1 nm for the size of gold particles. Gold composite filling degree is 3 · 10 2%. The magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of the hydrogel obtained from the final product is 150 hours.
Пример 4. Порошкообразную смесь из 174,0 мг (4·10-4 моля) смешанной натриевой-золотой соли при мольном соотношении натрий: золото =12:1, 0,065 мг (2·10-7 моля) глутатиона, 0,04 мг (8·10-7 моля) 1,4-димеркаптобутан-2,3-диола, 0,27 мг (8·10-7 моля) диглицидилового эфира диэтиленгликоля (ДЭГ-1) помещают на нижнюю наковальню Бриджмена (диаметр рабочей поверхности =3 см), накрывают верхней наковальней, наковальни ставят под пресс и подвергают давлению 50 МПа при 20°С, при угле поворота нижней наковальни 50° в течение 6 сек. Далее снимают давление, вынимают наковальни из-под пресса. Образовавшуюся пленку толщиной 80 мкм модифицированной серусодержащими соединениями сшитой смешанной натриевой-золотой соли ГК помещают в напылительное устройство с серебряным катодом и напыляют серебром в течение 30 сек. Максимум поглощения составляет 410 нм, что соответствует величине 7 нм для размера частиц серебра. Степень наполнения композита серебром составляет 7·10-2%. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, полученного из конечного продукта, составляет 110 часов.Example 4. A powder mixture of 174.0 mg (4 · 10 -4 mol) of a mixed sodium-gold salt with a molar ratio of sodium: gold = 12: 1, 0.065 mg (2 · 10 -7 mol) of glutathione, 0.04 mg (8 · 10 -7 mol) 1,4-dimercaptobutane-2,3-diol, 0.27 mg (8 · 10 -7 mol) of diethylene glycol diglycidyl ether (DEG-1) is placed on the Bridgman lower anvil (diameter of working surface = 3 cm), cover with the upper anvil, put the anvils under the press and subjected to a pressure of 50 MPa at 20 ° C, with an angle of rotation of the lower anvil of 50 ° for 6 seconds. Then relieve pressure, remove the anvil from the press. The resulting film with a thickness of 80 μm modified by sulfur-containing compounds of a crosslinked mixed sodium-gold salt of HA is placed in a silver cathode spraying device and sprayed with silver for 30 seconds. The absorption maximum is 410 nm, which corresponds to a value of 7 nm for the size of silver particles. The degree of filling of the composite with silver is 7 · 10 -2 %. The magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of the hydrogel obtained from the final product is 110 hours.
Пример 5. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него образовавшуюся пленку толщиной 80 мкм модифицированной серусодержащими соединениями сшитой натриевой соли ГК помещают в напылительное устройство с платиновым катодом и напыляют платиной в течение 30 сек. Максимум поглощения составляет 245 нм, что соответствует величине 8 нм для размера частиц платины. Степень наполнения композита платиной составляет 8·10-2%. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, полученного из конечного продукта, составляет 250 часов.Example 5. Performed similarly to example 1, however, in contrast to it, the formed film with a thickness of 80 μm modified by sulfur-containing compounds of crosslinked sodium salt of HA is placed in a spraying device with a platinum cathode and sprayed with platinum for 30 seconds. The absorption maximum is 245 nm, which corresponds to a value of 8 nm for the particle size of platinum. The degree of filling of the composite with platinum is 8 · 10 -2 %. The magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of the hydrogel obtained from the final product is 250 hours.
Пример 6. Выполнен аналогично примеру 1, однако в отличие от него вес исходных компонентов уменьшен в два раза, а температура наковален составляет 30°С. Кроме того, образовавшуюся пленку толщиной 40 мкм модифицированной серусодержащими соединениями сшитой натриевой соли ГК помещают в напылительное устройство с палладиевым катодом и напыляют палладием в течение 25 сек. Максимум поглощения составляет 230 нм, что соответствует величине 5 нм для размера частиц палладия. Степень наполнения композита палладием составляет 4·10-2%. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, полученного из конечного продукта составляет 240 часов.Example 6. Performed similarly to example 1, however, in contrast to it, the weight of the starting components is reduced by half, and the temperature of the anvils is 30 ° C. In addition, the resulting film with a thickness of 40 μm modified by sulfur-containing compounds of crosslinked sodium salt of HA is placed in a spraying device with a palladium cathode and sprayed with palladium for 25 seconds. The absorption maximum is 230 nm, which corresponds to a value of 5 nm for palladium particle size. The degree of filling of the composite with palladium is 4 · 10 -2 %. The magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of the hydrogel obtained from the final product is 240 hours.
Пример 7. Сравнительный пример. 160,0 мг (4·10-4 моля) порошкообразной натриевой соли ГК (мол. масса 2300000), 0,65 мг (2·10-6 моля) глутатиона, 0,4 мг (8·10-6 моля) 1,4-димеркаптобутан-2,3-диола, 2,7 мг (8·10-6 моля) диглицидилового эфира диэтиленгликоля (ДЭГ-1) растворяют в 20 мл бидистиллированной воды и оставляют стоять в чашке Петри при комнатной температуре до полного испарения воды. Образовавшуюся пленку модифицированной серусодержащими соединениями сшитой натриевой соли ГК переводят в гидрогель прибавлением 5 мл бидистиллированной воды. Далее к данному гидрогелю добавляют 1 мл гидрозоля золота, содержащего 0,16 мг золота в виде наночастиц размером 10 нм, приготовленного по методу Френса [Л.А.Дыкман, В.А.Богатырев, С.Ю.Щеголев, Н.Г.Хлебцов. ЗОЛОТЫЕ НАНОЧАСТИЦЫ. Синтез, свойства, биомедицинское применение. М., Наука. 2008, стр.39]. Перемешивают смесь до однродного состояния. Максимум поглощения составляет 516 нм, что соответствует величине 10 нм для размера частиц золота. Степень наполнения композита золотом составляет 10-1 %. Величина полупериода снижения вязкости гидрогеля, полученного из конечного продукта составляет 55 часов.Example 7. Comparative example. 160.0 mg (4 · 10 -4 mol) of powdered sodium salt of HA (mol. Mass 2,300,000), 0.65 mg (2 · 10 -6 mol) of glutathione, 0.4 mg (8 · 10 -6 mol) 1 , 4-dimercaptobutan-2,3-diol, 2.7 mg (8 · 10 -6 mol) of diethylene glycol diglycidyl ether (DEG-1) is dissolved in 20 ml bidistilled water and left to stand in a Petri dish at room temperature until the water evaporates completely . The resulting film of modified sulfur-containing compounds of crosslinked sodium salt of HA is transferred to the hydrogel by adding 5 ml of double-distilled water. Next to this hydrogel is added 1 ml of a gold hydrosol containing 0.16 mg of gold in the form of nanoparticles 10 nm in size, prepared according to the method of Frens [L.A. Dykman, V.A. Bogatyrev, S.Yu. Shchegolev, N. Khlebtsov. GOLD NANOPARTICLES. Synthesis, properties, biomedical application. M., Science. 2008, p. 39]. Mix the mixture to a uniform state. The absorption maximum is 516 nm, which corresponds to 10 nm for the size of gold particles. The degree of filling of the composite with gold is 10 -1 %. The magnitude of the half-cycle of reducing the viscosity of the hydrogel obtained from the final product is 55 hours.
Приведенные примеры убедительно показывают, что создан принципиально новый, экологически безопасный способ, позволяющий получать целый ряд новых биоактивных нанокомпозитов в отсутствие жидкой среды, с получением целевых продуктов с высоким выходом. Способ не требует больших энерго-, трудо- и водозатрат, позволяет использовать в качестве исходных реагентов самые разнообразные, в том числе водонерастворимые, соли ГК. Достигнуто значительное увеличение эффективности действия композитов, в частности стойкость к деструкции в присутствии гидроксильных радикалов увеличена в 2-3 раза по сравнению с контрольной величиной полупериода снижения вязкости гидрогеля, из нанокомпозита, полученного жидкофазным методом.The above examples convincingly show that a fundamentally new, environmentally safe method has been created that allows one to obtain a number of new bioactive nanocomposites in the absence of a liquid medium, with the obtaining of target products in high yield. The method does not require large energy, labor and water costs, allows you to use as source reagents the most diverse, including water-insoluble, salts of HA. A significant increase in the effectiveness of the action of composites was achieved, in particular, the resistance to destruction in the presence of hydroxyl radicals was increased by a factor of 2–3 compared with the control value for the half-cycle for reducing the hydrogel viscosity from a nanocomposite obtained by the liquid-phase method.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139194/15A RU2416389C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Solid-phase method of producing bioactive nanocomposite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139194/15A RU2416389C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Solid-phase method of producing bioactive nanocomposite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2416389C1 true RU2416389C1 (en) | 2011-04-20 |
Family
ID=44051234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009139194/15A RU2416389C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Solid-phase method of producing bioactive nanocomposite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2416389C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532032C1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-10-27 | Сергей Алексеевич Успенский | Solid-phase method of producing water-soluble bioactive nanocomposite based on melanin-modified hyaluronic acid salt and gold nanoparticles |
| RU2534789C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-10 | Сергей Алексеевич Успенский | Solid-phase method of production of water-soluble bioactive nanocomposite based on hyaluronic acid modified by citric acid and gold nanoparticles |
| RU2641053C1 (en) * | 2016-09-21 | 2018-01-15 | Наталья Павловна Михайлова | Solid phase method for production of bioactive composite for tissue growing based on hyaluronic acid or polylactide microparticles and its copolymers, and method for manufacture of implant based on this composite |
-
2009
- 2009-10-26 RU RU2009139194/15A patent/RU2416389C1/en active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| BIOMATERIAS, 2008, 29, №35, 4709-4718. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2532032C1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-10-27 | Сергей Алексеевич Успенский | Solid-phase method of producing water-soluble bioactive nanocomposite based on melanin-modified hyaluronic acid salt and gold nanoparticles |
| RU2534789C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-12-10 | Сергей Алексеевич Успенский | Solid-phase method of production of water-soluble bioactive nanocomposite based on hyaluronic acid modified by citric acid and gold nanoparticles |
| RU2641053C1 (en) * | 2016-09-21 | 2018-01-15 | Наталья Павловна Михайлова | Solid phase method for production of bioactive composite for tissue growing based on hyaluronic acid or polylactide microparticles and its copolymers, and method for manufacture of implant based on this composite |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Spitzer et al. | Tuneable transient thermogels mediated by a pH‐and redox‐regulated supramolecular polymerization | |
| Mittal et al. | Recent progress in the structural modification of chitosan for applications in diversified biomedical fields | |
| Ailincai et al. | Dual crosslinked iminoboronate-chitosan hydrogels with strong antifungal activity against Candida planktonic yeasts and biofilms | |
| Yin et al. | Study on effective extraction of chicken feather keratins and their films for controlling drug release | |
| Yang et al. | A versatile cyclic dipeptide hydrogelator: Self-assembly and rheology in various physiological conditions | |
| CN104292475B (en) | A kind of temperature sensitive photosensitive double-bang firecracker should poly-peptidyl Subjective and Objective composite intelligent hydrogel and its preparation method and application | |
| Chokradjaroen et al. | Enhanced degradation of chitosan by applying plasma treatment in combination with oxidizing agents for potential use as an anticancer agent | |
| RU2416389C1 (en) | Solid-phase method of producing bioactive nanocomposite | |
| JP7220670B2 (en) | Method for decomposing polysaccharides using ozone | |
| Kusrini et al. | Modification of chitosan by using samarium for potential use in drug delivery system | |
| JP7426566B2 (en) | How to dissolve cellulose | |
| Sole et al. | Boosting physical-mechanical properties of adipic acid/chitosan films by DMTMM cross-linking | |
| CN110938219B (en) | Preparation method and application of crosslinking-degree-adjustable ultraviolet-curing hyaluronic acid hydrogel | |
| CN105154076A (en) | Method for preparing fluorescent carbon quantum dots by using hydrothermal method | |
| CN103275701B (en) | Dendritic molecule-modified fluorescent quantum dots, and preparation method and application thereof | |
| Hamdan et al. | Investigation on Akis granulifera (Coleoptera, Sahlberg, 1823) as a potential source of chitin and chitosan: Extraction, characterization and hydrogel formation | |
| CN108410928B (en) | Preparation method and application of high-concentration small-molecule hyaluronic acid | |
| RU2382050C1 (en) | Method for preparing modified ascorbic acid of cross-linked hyaluronic acid salt and based bioactive composition | |
| Singh et al. | Biopolymeric receptor for peptide recognition by molecular imprinting approach—Synthesis, characterization and application | |
| Demina et al. | The study of the interaction between chitosan and 2, 2-bis (hydroxymethyl) propionic acid during solid-phase synthesis | |
| Mallakpour et al. | Novel ternary poly (vinyl pyrrolidone)/poly (amide-imide)/ZnO nanocomposite: synthesis, characterization, thermal and optical performance | |
| Han et al. | New Antibacterial composites: Waterborne polyurethane/gold nanocomposites synthesized via self-emulsifying method | |
| RU2534789C1 (en) | Solid-phase method of production of water-soluble bioactive nanocomposite based on hyaluronic acid modified by citric acid and gold nanoparticles | |
| Pirniyazov et al. | Study of the kinetics of Bombyx mori chitosan ascorbate formation | |
| RU2562721C2 (en) | Method of producing chitosan succinate nanoparticles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141027 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20151010 |