RU2664440C1 - Способ повышения термостойкости желатина при модификации его флавоноидами - Google Patents

Способ повышения термостойкости желатина при модификации его флавоноидами Download PDF

Info

Publication number
RU2664440C1
RU2664440C1 RU2017128047A RU2017128047A RU2664440C1 RU 2664440 C1 RU2664440 C1 RU 2664440C1 RU 2017128047 A RU2017128047 A RU 2017128047A RU 2017128047 A RU2017128047 A RU 2017128047A RU 2664440 C1 RU2664440 C1 RU 2664440C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gelatin
dihydroquercetin
solution
arabinogalactan
heat resistance
Prior art date
Application number
RU2017128047A
Other languages
English (en)
Inventor
Антон Андреевич Яценко
Владимир Андреевич Кушнарев
Егор Михайлович Устинов
Денис Викторович Леонов
Сергей Анатольевич Белугин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Priority to RU2017128047A priority Critical patent/RU2664440C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2664440C1 publication Critical patent/RU2664440C1/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/335Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/35Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom
    • A61K31/352Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings, e.g. methantheline 

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к биомедицине, а именно к повышению температурной стабильности желатина при изготовлении клеточных продуктов. Способ повышения термостойкости желатина при модификации его смесью дигидрокверцетина и арабиногалактана, включающий смешивание 20% раствора желатина с 10% раствором дигидрокверцетина и арабиногалактана, при весовом соотношении дигидрокверцетина и арабиногалактана 1:3, при этом растворы приготовлены на изотоническом растворе NaCl и смешаны в объемном соотношении растворов 9:1, далее смесь помещают в чашку Петри на 30 минут при температуре 22°С и влажности воздуха 55-75%. Вышеописанный способ позволяет эффективно повысить термостойкость желатина.

Description

Настоящее изобретение относится к способам повышения термостойкости биообъектов (желатина) с использованием флавоноидов (дигидрокверцитина и арабиногалактана) и может быть использовано для изготовления биомедицинских клеточных продуктов. Необходимость повышения термостойкости желатина связана с требованиями к термостабильности биомедицинских клеточных продуктов.
Желатин - перспективный структурный компонент биомедицинских клеточных продуктов, способный образовывать подложки для различных клеточных линий /1, Ji S and Guvendiren М (2017) Recent Advances in Bioink Design for 3D Bioprinting of Tissues and Organs. Front. Bioeng. Biotechnol. 5:23. doi: 10.3389/fbioe.2017.00023/.
Существенное ограничение использования желатина, заключается в его низкой термостабильности, приводящей к нарушению структуры даже при незначительном повышении температуры образца. Имеющиеся способы повышения термостойкости желатина, заключаются в использовании химических веществ, таких как формальдегид или глутаровый альдегид (2, Ai Н, Mills D.K., Jonathan A.S. et al. Gelatin-glutaraldehyde cross-linking on silicone rubber to increase endothelial cell adhesion and growth. In Vitro Cell.Dev.Biol. - Animal (2002) 38:487. doi: 10.1290/1071-2690(2002)038<0487:GCOSRT>2.0.CO;2; 3, Yue, K. et al. Synthesis, properties, and biomedical applications of gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels. Biomaterials (2015) 73, 254-271. doi:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2015.08.045/.
В связи с этим, можно выделить следующие недостатки этих способов:
1. Токсичность указанных альдегидов для клеток, что существенно затрудняет применение подобных образцов в биомедицинских клеточных продуктах.
2. Необходимость глубокой очистки полученных образцов желатина от остатков альдегидов для снижения уровня цитотоксичности.
3. Отсутствие стандартных процедур применения химических модификаторов, в частности альдегидов, для повышения термостабильности желатина при его использовании в качестве компонентов биомедицинских клеточных продуктов.
Дигидрокверцетин - биологический флавоноид, используемый в медицинской и косметологической области /4, Л.С. Коренеева, В.А. Доровских и др. Эффективность применения дигидрокверцетина при экспериментальной гипергликемии. Дальневосточный медицинский журнал (2009) №1, 90-92/. При этом, существуют научные данные о способности дигидрокверцетина образовывать химические сшивки между отдельными волокнами коллагена, повышая стойкость последнего к химическим и физическим факторам /5, Yu.V. Shatalin, V.S. Shubina. A New Material Based on Collagen and Taxifolin: Preparation and Properties. Biophysics (2015) 3, №60; 474-478/. Это позволяет предположить подобный эффект дигидрокверцетина на молекулы желатина, так как он является продуктом гидролиза коллагена. Помимо этого, дигидрокверцетин - сильный антиоксидант /6, Л.Р. Якупова, В.Р. Хайрулилина и др. Антиокислительная активность флавоноидов коры лиственницы сибирской. Башкирский химический журнал (2007) 14, №1; 51-54/, что является его преимуществом среди других химических модификаторов в связи с возможным дополнительным цитопротективным эффектом. Однако дигидрокверцетин имеет низкие показатели растворимости в нейтральных по pH растворов, что затрудняет его использование с клеточными культурами. Данное ограничение позволяет обойти добавление к дигидрокверцетину арабиногалактана, способствующего повышению гидрофильности смеси /7. Пат. 2421215. Композиция с повышенной фармакологической активностью на основе дигидрокверцетина и растительных полисахаридов (варианты) /Душкин А.В., Метелева Е.С., Тихонов В.П. и др. Зарегистрированный в государственном реестре Российской Федерации 15 апреля 2010 г./
В результате проведенного патентно-информационного поиска ближайший аналог выявлен не был.
Задачей изобретения является создание способа повышения термостойкости желатина без использования цитотоксичных веществ.
Сущность изобретения заключается в приготовлении раствора 20% желатина, смешивании его в объеме 10 мл с 1 мл 10% раствора дигидрокверцетина и арабиногалактана (весовое соотношение сухих веществ - 1:3) в объемном соотношение растворов - 9:1, приготовленного на изотоническом растворе NaCl. Полученный после смешивания раствор помещают в чашку Петри на 30 минут при температуре 22°С и влажности воздуха 55-75%.
Способ получения модифицированного желатина осуществляют следующим образом. Приготавливают раствор №1 - 20% желатина на изотоническом растворе NaCl, после чего помещают его на 30 минут в термостат с температурой 56°С для ускорения растворения вещества. Приготавливают раствор №2 - 10% раствор дигидрокверцетина и арабиногалактана (весовое соотношении сухих веществ - 1:3) на изотоническом растворе NaCl. После полного растворения желатина, его раствор охлаждают до комнатной температуры (22-23°С). Производят смешивание раствора №1 и раствора №2 в объемном соотношении 9:1. Полученный после смешивания раствор помещают в чашку Петри на 30 минут при температуре 22°С и влажности воздуха 55-75%, что позволяет добиться полимеризации желатина. Избытки раствора №2, не вступившие в химическую реакцию, удаляются путем двукратного промывания образца физиологическим раствором после полимеризации желатина.
Изобретение основано на экспериментальных исследованиях термостойкости образцов желатина. Способ был отработан в серии экспериментальных работ, основанных на изучении разложения желатина и его модификаций при комнатной температуре (22-23°С) и при 37°С. Получены следующие данные: в исследованиях термостойкости желатина и его модификаций при 37°С, 20% раствор желатина начинал свое растворение на 60±5 секунд, полное разложение 130±10,5 секунд; 20% раствор желатина с добавленным 10% раствором дигидрокверцетина (объемное соотношение 9:1) - начало растворения 85±6,3 секунды, полное разложение 167±8,3 секунды. 20% раствор желатина с добавлением композиции дигидрокверцетина и арабиногалактана - начало растворения 98±7 секунд, полное разложение 190±9,1 секунда. Статистическая значимость полученных результатов оценивалась параметрическим методом с использованием t-критерий Стьюдента при p<0,01. Выявлены достоверные различия времени начала растворения и времени полного растворения образцов 20% желатина и образцов 20% желатина, модифицированных 10% раствором композиции дигидрокверцетина и арабиногалактана, что свидетельствует о повышении термостойкости желатина при его модификации композицией дигидрокверцетина и арабиногалактана. При этом отличия между образцами с использованием дигидрокверцетина и дигидрокверцетина и арабиногалактана также статистически значимы, что свидительствует о положительном влиянии добавления арабиногалактана на термостойкость желатина. Также исследовалась термостойкость желатина и модифицированного желатина при комнатной температуре (22-23°С). Полученные результаты следующие: термостабильность 20% раствора желатина - 14±0,3 часа, термостабильность 20% раствора желатина, модифицированного 10% раствором дигидрокверцетина (объемное соотношение 9:1) - 27±1,5 часов, термостабильность 20% раствора желатина, модифицированного 10% раствором композиции дигидрокверцетина и арабиногалактана - 36±2,2 часа. Данные результаты статистически значимы при p<0,01 при использовании параметрического метода с применением t-критерий Стьюдента.
Технический результат от использования способа - повышение термостабильности желатина при применении композиции дигидрокверцетина и арабиногалактана (весовое соотношение 1:3) с возможным цитопротективным действием, что может быть использовано для создания биомедицинских клеточных продуктов, например, органотипической структуры печени для изучения токсикологических свойств потенциальных лекарственных молекул.
Литература
1. Ji S and Guvendiren М (2017) Recent Advances in Bioink Design for 3D Bioprinting of Tissues and Organs. Front. Bioeng. Biotechnol. 5:23. doi: 10.3389/fbioe.2017.00023.
2. Ai H, Mills D.K., Jonathan A.S. et al. Gelatin-glutaraldehyde cross-linking on silicone rubber to increase endothelial cell adhesion and growth. In Vitro Cell.Dev.Biol. - Animal (2002) 38:487. doi: 10.1290/1071-2690(2002)038<0487:GCOSRT>2.0.CO.
3. Yue, K. et al. Synthesis, properties, and biomedical applications of gelatin methacryloyl (GelMA) hydrogels. Biomaterials (2015) 73, 254-271. doi: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2015.08.045.
4. Л.С. Коренеева, B.A. Доровских и др. Эффективность применения дигидрокверцетина при экспериментальной гипергликемии. Дальневосточный медицинский журнал (2009) №1, 90-92.
5. Yu.V. Shatalin, V.S. Shubina. A New Material Based on Collagen and Taxifolin: Preparation and Properties. Biophysics (2015) 3, №60; 474-478.
6. Л.Р. Якупова, B.P. Хайрулилина и др. Антиокислительная активность флавоноидов коры лиственницы сибирской. Башкирский химический журнал (2007) 14, №1; 51-54.
7. Пат. 2421215. Композиция с повышенной фармакологической активностью на основе дигидрокверцетина и растительных полисахаридов (варианты) / Душкин А.В., Метелева Е.С., Тихонов В.П. и др. Зарегистрированный в государственном реестре Российской Федерации 15 апреля 2010 г.

Claims (1)

  1. Способ повышения термостойкости желатина при модификации его смесью дигидрокверцетина и арабиногалактана, включающий смешивание 20% раствора желатина с 10% раствором дигидрокверцетина и арабиногалактана, при весовом соотношении дигидрокверцетина и арабиногалактана 1:3, при этом растворы приготовлены на изотоническом растворе NaCl и смешаны в объемном соотношении растворов 9:1, далее смесь помещают в чашку Петри на 30 минут при температуре 22°С и влажности воздуха 55-75%.
RU2017128047A 2017-08-04 2017-08-04 Способ повышения термостойкости желатина при модификации его флавоноидами RU2664440C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128047A RU2664440C1 (ru) 2017-08-04 2017-08-04 Способ повышения термостойкости желатина при модификации его флавоноидами

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017128047A RU2664440C1 (ru) 2017-08-04 2017-08-04 Способ повышения термостойкости желатина при модификации его флавоноидами

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2664440C1 true RU2664440C1 (ru) 2018-08-17

Family

ID=63177306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017128047A RU2664440C1 (ru) 2017-08-04 2017-08-04 Способ повышения термостойкости желатина при модификации его флавоноидами

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2664440C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690437C1 (ru) * 2018-12-14 2019-06-03 Олеся Сергеевна Якубова Способ термической обработки рыбного желатина

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421215C1 (ru) * 2010-04-15 2011-06-20 Открытое Акционерное Общество Завод Экологической Техники И Экопитания "Диод" Композиция с повышенной фармакологической активностью на основе дигидрокверцетина и растительных полисахаридов (варианты)
RU2594427C1 (ru) * 2015-06-10 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Композиция для формирования макропористого носителя, используемого при трехмерном культивировании клеток животных или человека, и способ получения указанного носителя

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421215C1 (ru) * 2010-04-15 2011-06-20 Открытое Акционерное Общество Завод Экологической Техники И Экопитания "Диод" Композиция с повышенной фармакологической активностью на основе дигидрокверцетина и растительных полисахаридов (варианты)
RU2594427C1 (ru) * 2015-06-10 2016-08-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Композиция для формирования макропористого носителя, используемого при трехмерном культивировании клеток животных или человека, и способ получения указанного носителя

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AI H et all. Gelatin-glutaraldehyde cross-linking on silicone rubber to increase endothelial cell adhesion and growth //In vitro cell dev boil anim. 2002 Oct, 38(9): 487-92. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690437C1 (ru) * 2018-12-14 2019-06-03 Олеся Сергеевна Якубова Способ термической обработки рыбного желатина

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Silk fibroin/chitosan thin film promotes osteogenic and adipogenic differentiation of rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells
Bhowmick et al. Co-cultivation of keratinocyte-human mesenchymal stem cell (hMSC) on sericin loaded electrospun nanofibrous composite scaffold (cationic gelatin/hyaluronan/chondroitin sulfate) stimulates epithelial differentiation in hMSCs: in vitro study
JP6138370B2 (ja) セリシンハイドロゲルの調製方法と使用
Dahlmann et al. Fully defined in situ cross-linkable alginate and hyaluronic acid hydrogels for myocardial tissue engineering
Shin et al. Alginate–marine collagen–agarose composite hydrogels as matrices for biomimetic 3D cell spheroid formation
EP1601757B1 (en) Cell-polymer fiber compositions and use thereof
Xie et al. A self-crosslinking, double-functional group modified bacterial cellulose gel used for antibacterial and healing of infected wound
RU2524619C2 (ru) Способ изготовления дермального матрикса
Ibáñez‐Fonseca et al. Biocompatibility of two model elastin‐like recombinamer‐based hydrogels formed through physical or chemical cross‐linking for various applications in tissue engineering and regenerative medicine
Chen et al. Self-healing of thermally-induced, biocompatible and biodegradable protein hydrogel
Ma et al. Physicochemical properties and biological behavior of injectable crosslinked hydrogels composed of pullulan and recombinant human-like collagen
Panda et al. Development and evaluation of cross-linked collagen-hydroxyapatite scaffolds for tissue engineering
Zhan et al. Comparison of bioorthogonally cross-linked hydrogels for in situ cell encapsulation
KR101721514B1 (ko) 아가로스, 탈세포화된 세포외기질 및 콜라겐을 포함하는 3차원 세포 배양용 세포 지지체
RU2664440C1 (ru) Способ повышения термостойкости желатина при модификации его флавоноидами
CN114699338A (zh) 一种护肤组合物及其用途和护肤产品
Kamińska et al. Thermosensitive chitosan gels containing calcium glycerophosphate for bone cell culture
Gan et al. GelMA/κ-carrageenan double-network hydrogels with superior mechanics and biocompatibility
RU2664445C1 (ru) Способ повышения термостойкости желатина при модификации его дигидрокверцетином и температурой
Kazi et al. Chitosan coating an efficient approach to improve the substrate surface for in vitro culture system
Valencia-Gómez et al. Characterization and evaluation of a novel O-carboxymethyl chitosan films with Mimosa tenuiflora extract for skin regeneration and wound healing
Zhong et al. Investigation on repairing diabetic foot ulcer based on 3D bio-printing Gel/dECM/Qcs composite scaffolds
Ilyas et al. Microwave-assisted synthesis and evaluation of type 1 collagen–apatite composites for dental tissue regeneration
Ng et al. Sugar-assisted cryopreservation of stem cell-laden gellan gum–collagen interpenetrating network hydrogels
BR112021005285A2 (pt) biomaterial compreendendo células-tronco derivadas de adipose e gelatina e método para produzir o mesmo

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190805