Вход

Разработка хитин-глюкановых композитных материалов для биомедицины

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Дипломная работа*
Код 563274
Дата создания 2021
Страниц 92
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 19 декабря в 16:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
3 960руб.
КУПИТЬ

Содержание

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................. 7
1 Литературный анализ..................................................................................... 10
1.1 Хитин-глюкановый комплекс: структура, свойства, применение ..... 10
1.2 Композитные материалы........................................................................ 17
1.3 Капсулирование....................................................................................... 24
1.4 Иммобилизация антибиотиков с помощью кальций карбоната......... 29
2 Экспериментальная часть.............................................................................. 34
2.1 Материалы и методы исследования ...................................................... 34
2.1.1 Материалы исследования.................................................................... 34
2.1.2 Методы исследования.......................................................................... 41
2.2 Методики синтезов.................................................................................. 46
2.2.1 Методика синтеза хитин-глюканового комплекса ........................... 46
2.2.2 Приготовление растворов солей нужной концентрации ................. 47
2.2.3 Синтез CaCO3 на хитин-глюкановом комплексе.............................. 48
2.2.4 Синтез композитного материала на основе хитин-глюканового
комплекса с нанесением на него иммобилизированного антибиотика
ванкомицина с помощью ватерита ............................................................... 48
3 Обсуждение результатов ............................................................................... 50
3.1 Полученный хитин-глюкановый комплекс .......................................... 50
3.1.1 Анализ методом инфракрасной спектроскопии образцов МФЦ, ХГК
и их смеси........................................................................................................ 55
3.1.2 Проведения анализа элементного состава МФЦ, ХГК и их смеси. 60
3.1.3 Съемка образцов МФЦ, ХГК и их смеси с помощью сканирующего
электронного микроскопа (СЭМ) и получение набора СЭМ фотографий
…………………………………………………………………………61
3.2 Получение хитин-глюкановый комплекс с ватеритом........................ 64
6
3.2.1 Анализ композиционного материала (ХКГ с ватеритом) методом
инфракрасной спектроскопии....................................................................... 64
3.2.2 Съемка материала (хитин-глюкановый комплекс с ватеритом) с
помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) и получение
набора СЭМ фотографий............................................................................... 66
3.3 Получение композитного материала из ХКГ с иммобилизованным
ванкомицином с помощью ватерита................................................................ 76
3.3.1 Спектрофотометрический анализ композитного материала из ХГК
посредством синтеза частиц сферического карбоната кальция на
микроволокна хитин-глюканового комплекса ............................................ 76
3.3.2 Анализ композиционного материала (ХКГ с иммобилизованным
ванкомицином с помощью ватерита) методом инфракрасной
спектроскопии................................................................................................. 78
3.3.3 Съемка материала (ХКГ с иммобилизованным ванкомицином с
помощью ватерита) с помощью сканирующего электронного микроскопа
(СЭМ)............................................................................................................... 81
3.3.4 Определение удельной поверхности образцов ................................. 83
3.3.5 Рентгенодифракционный (рентгеноструктурный) анализ
композитного материала из ХГК посредством синтеза частиц
сферического карбоната кальция на микроволокна хитин-глюканового
комплекса ........................................................................................................ 85
3.3.6 Бактериологическое действие антибиотика...................................... 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 89
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................................. 90

Введение

Одним из направлений биомедицины является создание и тестирование
композитных материалов. Собственно, эти материалы могут быть или
природного происхождения, или синтетического. Данные материалы имеют
широкое применение в медицине, пищевой, косметической
промышленностях.
Однако, для применения в медицине, данные материалы должны
отвечать следующим условиям: они не должны быть токсичны, вызывать
сильные иммунные реакции, накапливаться в организме.
Особый интерес, среди композитных материалов занимает хитинглюкановый комплекс (ХГК). Данный материал, имеющий природное

происхождение, обладает крайне важными, для любого композитного
материала, характеристиками: не токсичность, низкая иммуногенность,
биоразлагаемость, биосовместимость, а также широкое применение в
медицине(кардиология, ортопедия, хирургия, диетология, и т.д)

Фрагмент работы для ознакомления

Целью данной работы является получение хитин-глюканового
комплекса из клеток стенки гриба Trametes hirsuta, разработка и исследование
композиционных материалов, полученных в лабораторных условиях на
основе ХГК, а также изучение свойств этих материалов посредством
использования различных методов анализа и исследования.
Место защиты: РГУ нефти и газа. Оценка за защиту "Отлично"

Список литературы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Осовская И.И., Будилина Д.Л., Тарабукина Е.Б., Нудьга Л.А.
Хитин-глюкановый комплекс (Физико-химические свойства и молекулярные
характеристики): учебное пособие / под ред. Г.М. Полторацкого; / ГОУВПО
СПбГТУРП. - СПб. - 2010. - 52 с.
2. Клишанец Е.Т., Троицкая Т.П., Потеха А.В. модификация
цветовой окраски хитин-глюканового комплекса при формировании его
эстетических характеристик // пищевая промышленность: наука и технологии.
- 2016. – т. 4. – N 34. C.84-89.
3. Ferreira I.C., Ara´ ujo D., Voisin P., Alves V.D., Rosatella A.A.,
Afonso С.А.М., Freitas F., Neves L.A. Chitin-Glucan Complex – Based
Biopolymeric Structures Using Biocompatible Ionic Liquids // Carbohydrate
Polymers. – 2020. – Vol. 247.
4. Singh, A., Dutta, P.K., Kumar, H. et al. Improved antibacterial and
antioxidant activities of gallic acid grafted chitin-glucan complex // Journal of
Polymer Research. – 2019.
5. Смирнова Е.Г., Журавлева Н.М., Кизеветтер Д.В., Резник А.С.
перспективы применения хитин-глюканового комплекса Aspergillus Niger в
композиции электроизоляционных видов бумаги // Химия растительного
сырья. – 2019. – N 3. С.315-323
6. Ившин В.П., Грунин Л.Ю., Артамонова С.Д., Шарнина Ф.Ф.,
Ившина Т.Н. Хитин-глюкановые комплексы на основе высших грибов //
естественные науки. – 2012. С.92-96.
7. Ившин В.П., Артамонова С.Д., Ившина Т.Н., Шарнина Ф.Ф.
Методы выделения хитин-глюканового комплекса из нативной биомассы
высших грибов // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б. – 2007. – т. 49.
– N 12. С.2215-2222.
8. Мейчик Н.Р., Воробьёв Д.В. Хитин – глюкановый комплекс в
клеточных стенках лишайника Peltigera aphthosa // Прикладная биохимия и
микробиология. – 2012. – т. 48. – N 3. С.340-345.
9. Велинзон П.З., Новинюк Л.В. Изучение молекулярно-массового
распределения хитозана из мицелия гриба Aspregillus niger методами гель –
хроматографии //Cорбционные и хроматографические процессы. – 2020. –
т.20. – т. 4. – N 124. С.516-522.
10. Shi C., Zhu Y., Ran X., Wang M., Su Y., Cheng T. Therapeutic
Potential of Chitosan and Its Derivatives in Regenerative Medicine // Journal of
Surgical Research. – 2006. Vol. 133. N 2. P.185-192.
11. Забелина Н.А. Перспективы использования хитин-глюканового
комплекса в производстве мясных продуктов // Процессы и аппараты пищевых
производств. – 2008. – N 1. С.37-39.
12. Троцкая Т.П., Гуша Е.Т. Хитин и его производные: история
открытия и свойства // Современные технологии в АПК: материалы XVII
Междунар. науч.-практич. конф родно, апрель 2014 г. – Гродно : ГГАУ,. –
2014. С.158-160.
13. Павлова У.В., Белова Е.А., Троцкая Т.П. Сорбция кальция и
магния хитин-глюкановым комплексом, выделенным из биомассы Aspergillus
niger // Среда, окружающая человека: природная, техногенная, социальная :
материалы III Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых
ученых, Брянск, 14-16 мая 2014 г. – Брянск : Изд-во БГИТА. – 2014. С.188-190.
14. Клишанец Е.Т. Технология получения и товароведная оценка
хитин-глюканового комплекса: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.18.15 / Е.Т.
Клишанец; «Научно-практический центр Национальной академии наук
Беларуси по продовольствию». – Минск, - 2007., - 26 с.
15. Rodriguez J, Neyrinck A.M., Zhang Z., Seethaler B., Nazare J.A.,
Sánchez C.R., Roumain M, Muccioli G.G., Bindels L.B., Cani P.D., Maquet V.,
Laville M, Bischoff S.C., Walter J. & Delzenne N.M. Metabolite profiling reveals
the interaction of chitin-glucan with the gut microbiota // Gut Microbes. – 2020.
– Vol. 12. N 1.
16. Ardiyanti R. Design and Characterization of Chitin- Glucan Polymeric
Structures for Wound Dressing Materials: Dissertation for obtaining the Master
degree in Membrane Engineering / Ardiyanti R. Universidade Nova de Lisboa. –
Lisboa. – 2014. 96 p.
17. Клишанец Е., Лугин В., Литвяк В., Троцкая Т. Хитин-глюкановый
комплекс: получение и свойства // Наука и инновации. – 2016. – Vol. 9. – N
163. С.62-67.
18. Унрод В.И., Солодовник Т.В. Хитин- и хитозансодержащие
комплексы из мицелиальных грибов: получение свойства, применение //
Бiополiмери i клiтина. – 2001. – т. 17. – N 6. С.526-533.
19. Bays, H.E., Evans J.L., Maki K.C., Evans M., Maquet V., Cooper R.,
Anderson J.W. Chitin-glucan fiber effects on oxidized low-density lipoprotein: a
randomized controlled trial // European Journal of Clinical Nutrition. – 2013. – N
67. P.2–7.
20. Gautier S., Xhauflaire-Uhoda E., Gonry P., Pierard G.E. Chitin–glucan,
a natural cell scaffold for skin moisturization and rejuvenation // International
Journal of Cosmetic Science. – 2008. – N 30. P.459–469.
21. Salernitano E., Migliaresi C. Composite materials for biomedical
applications: a review // Journal of Applied Biomaterials & Biomechanics. – 2003.
– N 1. P.3-18.
22. Zagho M.M., Essraa A., Elzatahry H.A., Elzatahry A.A. Recent
Overviews in Functional Polymer Composites for Biomedical Applications //
Polymers. – 2018. – N 10. P.739-760.
23. Egbo, M.K. A fundamental review on composite materials and some of
their applications in biomedical engineering // Journal of King Saud University -
Engineering Sciences. – 2020. 19 p.
24. Stein P.S., Sullivan J., Haubenreich J.E., Osborne P.B. Composite
Resin in medicine and dentistry // Journal of long-term effects of medical implants.
– 2005. – Vol. 13. – N 6. P.641-654
25. Morris R.H., Geraldi N.R., Stafford J.L., Spicer A., Hall J., Bradley C.,
Newton M.I. Woven Natural Fibre Reinforced Composite Materials for Medical
Imaging // Materials (Basel). – 2020. – Vol. 13. – N 7. 20 p.
26. Zhou W., He J., Cui S., Gao W. Preparation of electrospun silk
fibroin/Cellulose Acetate blend nanofibers and their applications to heavy metal ions
adsorption // Fibers and Polymers. – 2011. – N 12. P.431-437.
27. Yang C., Xue R., Zhang Q., Yang S., Liu P., Chen L., Wang K., Zhang
X., Wei Y. Nanoclay cross-linked semi-IPN silk sericin/poly(NIPAm/LMSH)
nanocomposite hydrogel: An outstanding antibacterial wound dressing // Materials
Science & Engineering C. – 2017. – N 81. C.303-313
28. Wang L., Khor E., Wee A., Lim L.Y. Chitosan-alginate PEC membrane
as a wound dressing: Assessment of incisional wound healing // Chitosan-alginate
PEC membrane. – 2002. – Vol. 63. – N 5. P.610-618.
29. Ngadaonye J.I., Geever L.M., Killon J., Higginbotham C.L.
Development of novel chitosan-poly(N,N-diethylacrylamide) IPN films for
potential wound dressing and biomedical applications // Polymer Bulletin. – 2013.
– Vol. 20. – N 7. P.160-173.
30. Bader R.A., Herzog K.T., Kao W.J. A study of diffusion in
poly(ethyleneglycol)-gelatin based semi-interpenetrating networks for use in wound
healing // Polymer Bulletin. – 2009. – Vol. 62. – N 3. P.381-389.
31. Narayanan K.B., Zo S.M., Han S.S. Novel biomimetic chitin-glucan
polysaccharide nano/microfibrous fungal-scaffolds for tissue engineering
applications // International Journal of Biological Macromolecules. – 2020. – Vol.
149. P.724-731.
32. Huang Y.M., Lin Y.C., Chen C.Y., Hsieh Y.Y., Liaw C.K., Huang
S.W., Tsuang Y.H., Chen C.H., Lin F.H. Thermosensitive Chitosan-GelatinGlycerol Phosphate Hydrogels as Collagenase Carrier for Tendon-Bone Healing in
a Rabbit Model // Polymers (Basel). – 2020. -Vol. 12. – N 2. P.436-451.
33. Chang, Y.L., Hsieh C.Y., Yeh C.Y., Lin F.H. The Development of
Gelatin/Hyaluronate Copolymer Mixed with Calcium Sulfate, Hydroxyapatite, and
Stromal-Cell-Derived Factor-1 for Bone Regeneration Enhancement // Polymers. –
2019. – Vol. 11. – N 9. P.1454-1472.
34. Pan Y.H., Wang H.T., Wu T.L., Fan K.H., Huang H.M., Chang, W.J.
Fabrication of Fe3O4/PLLA composites for use in bone tissue engineering //
Polymer Composite. – 2017. – Vol. 38. P.2881-2888.
35. Liu T.Y., Hu S.H., Liu K.H., Liu D.M., Chen S.Y. Preparation and
characterization of smart magnetic hydrogels and its use for drug release // Journal
of Magnetism and Magnetic Materials. – 2006. – Vol. 304. – N 1. P.397-399.
36. Khan M.U.A., Haider S., Shah S.A., Razak S.I.A., Hassan SA., Kadir
M.R.A., Haider A. Arabinoxylan-co-AA/HAp/TiO2 nanocomposite scaffold a
potential material for bone tissue engineering: An in vitro study // International
Journal of Biological Macromolecules. – 2020. – Vol. 151. P.584-594.
37. Campbell J., Kastania G., Volodkin D. Encapsulation of LowMolecular-Weight Drugs into Polymer Multilayer Capsules Templated on Vaterite
CaCO3 Crystals // Micromachines. – 2020. – Vol. 11. – N 8. P.717–738.
38. Ferreiraa A.M., Vikulinab A.S., Volodkina D. CaCO3 crystals as
versatile carriers for controlled delivery of antimicrobials // Journal of Controlled
Release. – 2020. – Vol. 328. P.470-489.
39. Kurapatia R., Raichur A.M. Composite cyclodextrin–calcium
carbonate porous microparticles and modified multilayer capsules: novel carriers for
encapsulation of hydrophobic drugs // Journal of Materials Chemistry B. – 2013. –
Vol. 1. – N 25. P.3175-3184.
40. Lee C.H., Jin E.S., Lee J.H., Hwang E.T. Immobilization and
Stabilization of Enzyme in Biomineralized Calcium Carbonate Microspheres //
Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. – 2020. – Vol. 8. 8 p.
41. Saida F.A., Michely L., Bousserrhine N., Alphonse V., Belbekhouche
S. Antibiotic loading and development of antibacterial capsules by using porous
CaCO3 microparticles as starting material International // Journal of Pharmaceutics.
– 2020. – Vol. 579. 9 p.
42. Begum G., Thuniki N.R., Kumar K.P., Dhevendar K., Singh S.,
Amarnath M., Sunil M., Rangari V.K., Kumar R.R. An in Situ Strategy to
Encapsulate Antibiotics in a Bioinspired CaCO3 Structure Enabling pH-Sensitive
Drug Release Apt for Therapeutic and Imaging Applications // ACS Applied
Materials & Interfaces. – 2020. – Vol. 8. – N 34. P.22056–22063.
43. Ghosh S., Wu V., Pernal S., Uskoković V. Self-Setting Calcium
Phosphate Cements with Tunable Antibiotic Release Rates for Advanced
Antimicrobial Applications // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2016. – Vol.
8. – N 12. P.7691–7708.
44. Vancomycin [Электронный ресурс] – 2021. – URL:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459263/ (дата обращения 03.04.2021).
45. Pumerantz A., Muppidi K., Agnihotri S., Guerra C., Venketaraman V.,
Wang J, Betageri G. Preparation of liposomal vancomycin and intracellular killing
of meticillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) // International Journal of
Antimicrobial Agents. – 2011. – Vol. 37. – N 2. P.140-144.
46. Золотистый стафилококк (S. aureus) как причина раневых
инфекций. Резистентность к антибиотикам MRSA [Электронный ресурс] –
URL: https://meduniver.com/Medical/farmacologia/zolotistii_stafilokokk.html
MedUniver (дата обращения 20.04.2021).
47. ИК спектры основных классов органических соединений / под ред.
доц. Тарасевича Б.Н. – 2012. 55с.
48. Болотова К.С., Чухчина Д.Г., Майер Л.В., Гурьянова А.А.
Морфологические особенности фибриллярной структуры растительной и
бактериальной целлюлозы // Лесной журнал. – 2016. – N 6. С.153-165.
49. NIST Chemistry webbook, SRD 69. – URL:
https://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C471341 (дата обращения
25.05.2021).
50. Гаврилова Н. Н. Микроскопические методы определения размеров
частиц дисперсных материалов: учеб. пособие / Н. Н. Гаврилова, В. В.
Назаров, О.В. Яровая. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2012. – 52 с.
51. Flaten E.M., Seiersten M., Andreassen J.-P. Polymorphism and
morphology of calcium carbonate precipitated in mixed solvents of ethylene glycol
and water // J. Cryst. Growth. 2009. Vol. 311, № 13. P. 3533–3538.
52. Demichelis R. et al. The Multiple Structures of Vaterite // Cryst.
Growth Des. 2013. Vol.13, № 6. P. 2247–2251.
53. Falini G. et al. Evidence of structural variability among synthetic and
biogenic vaterite //Chem. Commun. 2014. Vol. 50, № 97. P. 15370–15373.
Очень похожие работы
Найти ещё больше
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00497
© Рефератбанк, 2002 - 2024