ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИИ БАКТЕРИЙ НА ПЛЁНКАХ И ЭЛЕКТРОФОРМОВАННЫХ СКАФФОЛДАХ ИЗ КОМПОЗИТА ПОЛИ-3-ОКСИБУТИРАТА С МАГНИТНЫМИ НАНОМАТЕРИАЛАМИ В НИЗКОЧАСТОТНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕдипломная работа (Магистр)
Аннотация:Биополимеры являются перспективным и важным классом материалов для регенеративной медицины, доставки лекарств и тканевой инженерии. Поли-3-гидроксибутират (ПОБ) - природный биополимер, характеризующийся низкой цитотоксичностью. Он широко используется в тканевой инженерии, благодаря сочетанию благоприятных механических свойств, минимальной токсичности in vivo и способности к биологическому разложению. Кроме того, ПОБ не снижает локальный рН во время деградации, что делает его высоко совместимым с клетками и иммунными системами. Эта особенность отличает ПОБ от других полимеров, клинически используемых в медицине, таких как полилактид, поли-ε-капролактон и полигликолид.
Благодаря высокой степени кристалличности ПОБ, проявляет пьезоэлектрические свойства, которые могут играть ключевую роль в заживлении и восстановлении костей и нервных тканей. Наличие у ПОБ пьезоэлектрических свойств, придаёт изделиям на его основе сходство с такими тканями, как кость.
Совокупность характеристик ПОБ делает перспективным разработку биоинженерных материалов (в том числе композитных) на его основе для создания биомиметических конструкций.
Одним из важных аспектов применения биоинженерных материалов в регенеративной медицине является изучение их взаимодействия с бактериями. Степень адгезии и последующая колонизация бактериями поверхности этих материалов все еще определяется совокупностью множества факторов, которые до конца не изучены. Было проведено очень мало исследований, посвященных взаимодействию облигатных микроорганизмов человека с ПОБ. В связи с чем, исследования в данном направлении являются актуальны для дальнейшей разработки изделий медицинского назначения на основе ПОБ. Лучшее понимание фундаментальных процессов, участвующих в таких взаимодействиях, является важным для дальнейшего развития биомиметических конструкций для их применения в различных областях медицины, таких как перевязка ран и тканевой инженерии.
Таким образом, целью нашего исследования было изучить адгезию бактерий на плёнки и скаффолды из Поли-3-оксибутирата с магнетитом и графеном в низкочастотном магнитном поле.
Для данного исследования были выбраны два вида бактерий – бактерий Escherichia coli BL21 и Lactobacillus fermentum 90T-C4, которые различаются по таким свойствам, как окрашивание по Грамму. Кроме того, эти бактерии неподвижны и являются факультативными анаэробами. Они непатогенны, часто используются в качестве модельных микроорганизмов и являются облигатными представителями микрофлоры человека.
Нами были поставлены следующие задачи:
• Синтезировать необходимое для проведения работы количество ПОБ. Получить композитный материал на его основе и изготовить полимерные образцы.
• Изготовить магнитную установку.
• Исследовать влияние переменного магнитного поля на плотность суспензионных культур E. coli и L. fermentum.
• Определить степень адгезии E. coli и L. fermentum к поверхности изделий на основе ПОБ под действием переменного магнитного поля и без него.
• Охарактеризовать полученные полимерные образцы по таким параметрам, как топография поверхности, краевой угол смачивания, кристалличность.