ИСТИНА

Создание электро- и магнитоактивных полимерных композитов для создания биосенсоров и тканеинженерных биоматериалов является перспективным направлением в биоинженерии, нанобио-технологии и биоэлектронике. В этой работе были разработаны пленки и полученные методом элек-троформования микроволокнистые скаффолды из композитов биодеградируемого и биосовместимо-го полимера, поли-3-оксибутирата (ПОБ), с наночастицами магнетита (ПОБ/М) и их комплекса с ок-сидом графена (ПОБ/М-ОГ), обладающие магнитными и пьезоэлектрическими свойствами. Добавление магнитных наноматериалов к полимерному материалу, массовая доля которых со-ставляла 8% от массы ПОБ, привело к значительным изменениям его морфологии и физико-химических свойств: кристалличности полимерного материала, гидрофобности, заряда и шерохова-тости поверхности пленок из него. Добавление наночастиц к ПОБ изменяло структурную организа-цию его полимерных цепей, а именно, соотношение кристаллической и аморфной фаз и их взаимное расположение, что отразилось на шероховатости его поверхности. Степень кристалличности пленок и скаффолдов из композита по данным ДСК была в среднем на 23% ниже, чем у образцов из чистого ПОБ. В то же время размер кристаллитов, рассчитанный по данным рентгеноструктурного анализа, увеличился в среднем в 1,4 и 2,3 раза для пленок и в 1,7 и 1,3 раза для скаффолдов в плоскостях (020) и (110), соответственно. Сравнение микро- и нанотопографии полимерных пленок показало, что ве-личина Sa, характеризующая среднюю шероховатость поверхности, для пленок из чистого ПОБ в два-три раза ниже, чем для пленок из его нанокомпозитов. Изменение кристалличности нанокомпо-зитов на основе ПОБ по сравнению с чистым полимером, а также воздействие полярных и ионизиру-емых групп неорганических наночастиц на поверхность композиционного материала может изменять его поверхностную энергию и влиять на величину поверхностного заряда полимерного материала, однако в условиях нашего эксперимента этот эффект был выражен относительно слабо. С учетом различий в шероховатости пленок значения контактного угла смачивания водой композитов были ниже на 2,4% для пленок из ПОБ/М и на 0,6% для пленок из ПОБ/М-ОГ. Окрашивание полимерных пленок кристаллическим фиолетовым показало, что добавление в состав полимерной матрицы нано-частиц придает поверхности отрицательный заряд. Этот эффект был более выражен (в 1,5 раза) для пленок из ПОБ/М, чем для пленок из ПОБ/М-ОГ. С помощью установки по генерации магнитного поля ультранизкой частоты (с индукцией 68 мТл и частотой 0,67 Гц) собственной разработки было исследовано влияние магнитного поля на ад-гезию бактерий (Escherichia coli BL21 и Lactobacillus fermentum 90 TS-4) к полученным скаффолдам и на рост на них клеток млекопитающих (мезенхимальных стволовых клеток крысы (МСК) и нейро-подобных клеток – нейробластомы человека линии SH-SY5Y). Воздействие низкочастотного магнит-ного поля оказало разнонаправленное воздействие на адгезию бактерий. Оно не повлияло на связы-вание L. fermentum к образцам из ПОБ/МО-Г, но снизило в 1,7 раз адгезию к образцам ПОБ/М, при этом адгезия E. coli к образцам из ПОБ/М не изменилась, а к образцам из ПОБ/МО-Г увеличилась примерно в 3 раза. Было показано, что МСК крысы оказались нечувствительны к воздействию маг-нитного поля при росте на магнитоактивных скаффолдах ПОБ/М и ПОБ/МО-Г, в то время как проли-ферация клеток SH-SY5Y снижалась примерно в 2 раза и на 30%, соответственно, под воздействием низкочастотного магнитного поля. Мы предполагаем, что наблюдаемое влияние магнитного поля на рост клеток может быть связано с пьезоэлектрическим эффектом и/или магниторестрикцией, которые проявляют скаффолды ПОБ/М и ПОБ/МО-Г. Таким образом, разработанные нами скаффолды открывают возможность для внешне управляе-мой магнитным полем регуляции адгезии, роста и дифференцировки клеток различного типа в ткане-вой инженерии.