ИСТИНА

Биоразлагаемые полимеры, получаемые полимеризацией с раскрытием цикла (ПРЦ) циклических эфиров, находят использование в качестве конструкционных материалов (замена полиолефинов, 3D-печать), а также имеют широчайшие перспективы биомедицинского применения (доставка лекарств, тканевая инженерия, хирургия и др.). Область применения биоразлагаемых полимеров обуславливает жесткие требования к катализаторам ПРЦ – низкая токсичность и высокая активность, позволяющая проводить реакцию в мягких условиях. Разработка высокопроизводительных, нетоксичных катализаторов, создание полимеров с заданными молекулярно-массовыми характеристиками, микроструктурой и механическими свойствами, полимеров с регулируемой гидрофильностью, а также полимеров, содержащих реакционноспособные группы, позволяющие "программировать" скорость разложения in vitro и in vivo - задачи, стоящие перед исследователями на современном этапе. С целью решения этих задач нами выполнены исследования, посвященные дизайну эффективных катализаторов ПРЦ, призванных заменить токсичный и малоактивный октаноат олова (II) SnOct2 (рис. 1б) и превосходящих по производительности наиболее активные органокатализаторы, например, 1,5,7-триазабицикло[4,4,0]дец-5-ен (TBD). В качестве перспективных катализаторов ПРЦ рассматриваются комплексы нетоксичных металлов (Mg, Zn, Ca, Li, Na) с различными замещенными фенолами . Первыми представителями полученных нами катализаторов являются 1:1 комплексы магния со стерически затрудненным 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенолом (butylated hydroxytoluene, BHT). Эти комплексы продемонстрировали высокую производительность в полимеризации DL-лактида, ε-капролактона и ω-пентадекалактона, многократно превосходя как SnOct2, так и TBD. Экспериментальные и теоретические исследования позволили сделать выводы о наиболее вероятном механизме реакции ПРЦ с участием BHT-магниевых комплексов. В ходе работы синтезирован ряд комплексов Mg, Zn, Ca, Li и Na, исследованы их молекулярное строение и реакционная способность. Для BHT-комплексов выполнено квантово-химическое моделирование механизма реакции, результаты которого коррелируют с экспериментом. С целью получения материалов с регулируемой гидрофильностью и стабильностью синтезирован ряд новых мономеров и полимеры на их основе, свойства которых изучены с использованием современных физико-химических методов. Проведено сравнительное исследование свойств поли-DL-лактидов и поли-ε-капролактонов, синтезированных с использованием BHT-магниевых комплексов и TBD, а также их сопоставление с коммерчески доступными “medical grade” аналогами Purasorb (Purac Biochem bv, Нидерланды). Показано, что вновь полученные полимеры имеют меньшие значения полидисперсности, что делает их поведение в биологически активных средах более предсказуемым. Изучены процессы формирования биорезорбируемых матричных структур из полилактидных образцов различной молекулярной массы для тканевой инженерии методом их пластификации с последующим вспениванием в атмосфере сверхкритического диоксида углерода, а также получения полимерных микрочастиц-носителей лекарственных препаратов методом PGSS (Particles from Gas Saturated Solutions). Проведен анализ цитосовместимости образцов матриц на основе разрабатываемых материалов. С помощью МТТ-теста выявлено отсутствие цитотоксического действия всех исследуемых материалов на мультипотентные стромальные клетки (МСК) человека. Показана способность матриц, полученных на основе исследуемых материалов, поддерживать клеточную адгезию. Результаты исследования свидетельствуют о высокой цитосовместимости матриц на основе разрабатываемых материалов.