Захарова Н.Г. Полифункциональные биосовместимые материалы на основе магнетита и пектина (1006298), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Данный подход обеспечилвключение 50 % ферримагнетика от массы геля, однако этот прием являетсяменее универсальным так как предложен только для набухающих полимеров,а водонерастворимость композита ограничивает области его возможногоприменения.В работе [122] установлена закономерность получения пектина изразличных частей лимонного сырья, установлены механизмы формированиянаноструктурных систем в виде металлокомплексов данного полисахарида сбиогенными катионами двухвалентных металлов и полимер-полимерныхсмесей, комплексов, композитов с хитозаном (Bombyx mori). Показано, чтополученные наноструктурные системы пектина характеризуются размерамичастиц от 10 до 100 нм и проявляют сорбционные свойства в зависимости отсостава и химической природы компонентов.В описанных работах значительное внимание обращено к физическимхарактеристикамобразующихсякомпозитов,аименно,удельнойнамагниченности, гистерезису, коэрцитивной силе, которые позволяютуправлятьихперемещениемподдействиеммагнитныхполейиобеспечивают индукционный нагрев в сильных радиочастотных магнитных32полях.
Определяющее влияние на эти свойства и тип проявляемогомагнетизма оказывает размер магнитных частиц. Поэтому одной из важныхпроблем при формировании магнитных материалов является контрольразмерных параметров дисперсных фаз.С целью направленного регулирования размерных характеристикмагнитного ядра определенные преимущества имеет вариант получениякомпозитов, согласно которому существует возможность большего выбораусловий формирования металлоксидных структур непосредственно на стадиисинтеза. Варьирование природы молекул, концентрации, температурныхпараметровреакцииобеспечиваетразличныережимысинтезаметаллсодержащих соединений и широкое разнообразие их свойств [113].В работах последних лет встречается информация о соединенияхпектина с оксидами Fе (III, II) [123, 124]. Однако какие-либо сведения обуправлении реакцией и строении соединений отсутствуют.1.5.3.
Механизм стабилизации наночастиц магнетита полимерамиМакромолекулы полимеров координируют и удерживают в межцепномпространствеионыжелезаирастущиечастицы,чтоэффективностабилизирует последние и регулирует их размер. Наличие в полимерефункциональных групп (преимущество имеют макромолекулы, имеющиеэлектронодонорныегетероатомы,группыспособные-гидроксильные,карбоксильные)координации,способствуеткилиболеецеленаправленному и интенсивному процессу взаимодействия [120]. Цепиполимера и наноразмерные полости, представляющие собой свободныйобъеммеждумакромолекуламиполимера,активновлияютнахарактеристики формирующихся наночастиц, контролируя рост, размер, ихимическое окружение неорганической фазы [120].
В свою очередь,образующиеся зародыши, достигнув нанометрового размера, благодарявысокой поверхностной энергии встраиваются в полимерную матрицу [120].33В последнее время наблюдается повышенный интерес к процессам, прикоторых стабилизация наночастиц полимерами осуществляется in situ [117].Эти процессы имеют ряд преимуществ перед ступенчатой модификациейнаночастиц, включая снижение агломерации за счет покрытия частицнепосредственно на стадии нуклеации и уменьшение числа стадийобработки. Однако присутствие полимеров в процессе зародышеобразованияи роста нанокристаллов может оказывать значительное воздействие накристаллическую структуру и морфологию наночастиц.
Так, в работе [126]оказано уменьшение степени кристалличности с увеличением концентрацииполивинилового спирта, присутствующего при получении магнетита вреакционной среде.Структуры ядро/оболочка образовывались, когда к полученнымнаночастицам магнетита (14±1 нм), после их отмывки и обработкиультразвуком, добавляли раствор 2-гидроксиэтилметакрилата и сшивающийагент N,N’-метиленбисакриламид, и инициировали полимеризацию УФизлучением [127]. Гелевая оболочка на поверхности наночастиц образуется врезультате сополимеризации виниловых групп исходных реагентов [127].Размер частиц магнитного геля мог быть изменен в результате варьированияобъема мономера или времени облучения [127].Таким образом, комбинируя вещества-предшественники, учитывая иххимическую природу, варьируя концентрации компонентов, подбираяусловия синтеза (температуру, pH), можно синтезировать материал заданногосостава и морфологии [120]. Особое внимание в процессе получениягибридного материала заслуживает природа межфазных взаимодействий,которая может определяться силами Ван-дер-Ваальса, водородными связями,гидрофильно-гидрофобными взаимодействиями, а также ковалентными илиионными связями [120].Основное содержание исследований по синтезу композитов на основеоксидов железа и полимеров включает изучение влияния различныхфакторов на устойчивость соединений.
При этом значительная роль в34эксперименте отводится только подбору оптимальных соотношений соль Fе(III): углеводный лиганд в реакционной смеси.1.5.4. Биомедицинское применение магнетита и композитов на егоосновеИзучению наночастиц оксидов железа Fe3O4 и γ-Fe2O3 в качествематериалов, перспективных для медицинского применения, посвященобольшое количество исследований, в частности, для магнитно-резонанснойтомографии [128, 129], гипертермии [130], систем доставки лекарств [97, 131,132], диагностики [133, 134] и терапии [135] благодаря таким свойствам какразвитая удельная поверхность [99, 136], коллоидная стабильность [137, 138]и биосовместимость [139].Перспективность такой практики объясняется тем, что магнитнымичастицами можно управлять с помощью внешнего магнитного поля: притаком вмешательстве не требуется инвазивное проникновение в больнойорган.
Используемые в качестве меток других молекул, магнитныенаночастицы могут быть детектированы с помощью высокочувствительныхмагниторезистивныхсенсоров,работающихнаэффектегигантскогомагнетосопротивления. С другой стороны, “прикрепляя” к магнитнымносителям биологически активные молекулы, становится возможнымуправлять и концентрировать их в определенном отделе организма спомощью внешнего магнитного поля. Этот подход может быть использованкак для транспортировки лекарства до определенного органа человека, таки для удержания его в этом органе.В настоящее время огромное значение приобрели поиск и разработкаспособов получения биологически инертных (биосвоместимых) магнитныхнаноматериалов,обладающиханизотропиеймагнитныхнаправленного контроля их положения в организме [140].свойств,для35ДостаточновысокиймагнетокристаллическаямагнитныйанизотропияFe3O4моментвивысокаянаноструктурированномсостоянии позволяет использовать его как для визуализации с помощьюрезонансных методов, так и для непосредственной транспортировки частицпокровеноснымсосудам.Проблемойоказываетсястабилизацияискусственно синтезированных наночастиц с помощью поверхностноактивных веществ для предотвращения их агрегации, которое можетпривести к образованию тромбов в кровеносном русле.Протектирующаянепосредственнымоболочкапокрытиемможетнаночастицсформированабытьмагнетитакаким-либогидрофильным инертным веществом: диоксидом кремния, декстринами,сахарами или белками.
При этом необходимо, чтобы внешняя оболочкасодержала некоторые функциональные группы, которые могут бытьиспользованы для привития антител, обеспечивающих селективностьпроцесса распознавания больных и здоровых клеток.В частности, для получения стабильных в кровеносном руслемагнитоуправляемых лекарственных систем был предложен метод тепловойденатурации. Виддер и Сеньей [141] проводили совместную денатурациюбелка (альбумина человека) и гидрохлорида доксорубицина (адриамицина –вещества,способствующегоуничтожениюзлокачественныхновообразований) в присутствии наночастиц магнетита в нагретом до 110–150 ºС растительном масле, стабилизированных формальдегидом или 2,3 –бутадионом. Состав полученных микросфер размером ~ 1–2 мкм, в масс.%:наночастицы Fe3O4 - 21, альбумин - 73 и адриамицин - 5. Полученныемикросферы внутриартериально вводились мышам с искусственно привитойопухолью и локализовывались в опухоли магнитным полем.
Результатомявилось уменьшение размеров опухоли, из 12-ти выживало 9 животных.Известно [135] использование магнитожидкостных герметизаторов дляобтурации (закупорки) свищевых отверстий в полых органах, при лечениинаружных желудочно-кишечных и пузырно-влагалищных свищей.36Обнаружено, что злокачественные клетки способны сорбировать насвоей поверхности частицы Fe3O4, что являлось магнитной меткой [142].Транспортлекарственныхвеществпососудистомуруслуосуществляют с помощью высокодисперсных фосфолипидных везикуллипосом со стабилизированными коллоидными магнитными частицами взлокачественных клетках под действием внешнего магнитного поля, чтообеспечивает доставку противоопухолевых лекарств к поражённому органу.Эксперименты на животных с использованием магнитных липосом изяичного фосфатидилхолина и холестерина показали, что липосомы,содержащие курареподобные препараты диадоний, дитилин, пирокурин идипироний, накапливаются в органе-мишени, помещённой в магнитное поле[143].
Размеры липосом составляли 0,01–2 мкм.Доставка лекарственных веществ к поражённому участку можетосуществляться также с помощью капли магнитной жидкости. Например,созданы биологически совместимые магнетитовые жидкости на воднойоснове с аскорбиновой кислотой в качестве стабилизатора, которыевводились внутрь сосудов [144]. Одновременно по технологии Молдей [145]был создан магнитоуправляемый препарат – декстранферрит, который нашёлширокое применение в магнитной гипертермии злокачественных опухолей.Были найдены способы введения в молекулу декстрана активных групп и наих основе синтезированы производные, вступающие в различные химическиереакции [91, 146].Длясинтезалекарственныхпрепаратовбылииспользованыкарбоксиметиловые эфиры декстрана со степенью замещения около 60, таккак они легче расщеплялись ферментными системами организма и былименее токсичными, чем производные с высокой степенью замещения.Результатомполученияпроведенныхисследованийбиосовместимогогидрозоляявилосьупрощениеферримагнетика,способапроведениепроцесса без нагревания и увеличение выхода конечного продукта [147-148].37Применение концентрированной магнитной жидкости в качестверентгено-контрастногопрепарата[149]основанонапоглощениирентгеновских лучей твёрдыми магнитными частицами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
