Экологичный антибактериальный гидрогель

Гидрогель из природного полимера целлюлозы для обработки ран разработали ученые Университета промышленных технологий и дизайна (СПбГУПТД) совместно с Институтом высокомолекулярных соединений Российской академии наук (ИВС РАН). Задача такого гидрогеля – увлажнять рану и убивать даже устойчивые к антибиотикам бактерии. В отличие от синтетических аналогов новый гидрогель исключает содержание токсичных веществ, опасных для человека, так как полностью состоит из природных компонентов. Ученые предполагают применять технологию не только в качестве повязок для лечения ран и ожогов, но и в производстве имплантов, умных капсул для доставки активных веществ в таргетированной лекарственной терапии, патчей для глаз.

«Большинство доступных сегодня гидрогелей являются синтетическими и имеют серьезные недостатки. В них могут содержаться токсичные вещества, и в основном они производятся из невозобновляемого сырья – нефтепродуктов. Наши экологичные гидрогели обладают свойством биосовместимости, они безопасны для человека. Для создания таких гидрогелей мы используем полностью биоразлагаемую целлюлозу из отходов аграрных предприятий. Мы не берем целлюлозу из древесины, чтобы снизить экологическую нагрузку. В этом уникальность и преимущество нашей разработки», – комментирует один из авторов технологии, доцент кафедры технологии полиграфического производства СПбГУПТД Александра Михаилиди.

Технология ученых СПбГУПТД достаточно простая и не требует много ресурсов или времени. Порошок целлюлозы помещается в специальный растворитель. За семь дней молекулы целлюлозы самоорганизуются в гидрогель, который затем тщательно промывают водой. Органический растворитель уходит, остается чистый прозрачный гидрогель на основе воды. В нем на 100 мл жидкости приходится всего 0,3 г целлюлозы. Гидрогель создает для раны естественную влажную среду, которая способствует заживлению и оказывает охлаждающий эффект, снимающий боль.

Антибактериального эффекта помогает добиться добавление в гидрогель из растительного сырья наночастиц серебра, которые предотвращают заражение. Это решает проблему осложнения лечения инфицированных ран антибиотиками из-за снижения их эффективности по всему миру. Кроме того, сама целлюлоза поглощает загрязнения, которые могут находиться в ране, где они питают бактерии и способствуют их размножению.

«Для создания гидрогелей из растительной целлюлозы могут быть использованы отходы сельскохозяйственной промышленности, в качестве которых выступает, например, костра льна. Сейчас мы исследуем и другие виды растительных отходов. Благодаря тому, что технология не требует дополнительного оборудования и сырья, наши экологичные гидрогели могут производиться прямо на аграрных предприятиях, которые также применяют гидрогели для сохранения влаги в почве и доставки удобрений в корни растений», – дополняет Александра Михаилиди.

Cтатьи:

Котельникова Н. Е., Михаилиди А. М., Мартакова Ю. В. Получение целлюлозных гидрогелей при самоорганизации из растворов в ДМАА/LiCl и их свойства // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2017. Т. 59. № 1. С. 76–87

Михаилиди А.М., Котельникова Н.Е., Шахмин А.Л., Андерссон С., Сапрыкина Н.Н., Кудряшов В.И., Ананьева Е.П., Мартакова Ю.В. Получение, характеристика и антибактериальные свойства нанокомпозитов целлюлоза – серебро, полученных из растворов в ДМАА/LiCl // Химические волокна. 2015. №4. С. 40-44.

Источник: Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна