ИСТИНА

Двух- и трехкомпонентные смеси полимеров часто используются в качестве материалов биомедицинского назначения – из них изготавливают импланты, раневые покрытия, носители для лекарств. При этом сравнительно мало внимания уделяется смешиваемости компонент, а также взаимосвязи между условиями приготовления смеси, надмолекулярной структурой и функциональными свойствами. В данном проекте будут исследованы смеси из полилактида – биоразлагаемого термопластика – и белков крови. Эти смеси будут приготовлены в общем растворителе –1,1,1,3,3,3-гексафторизопропаноле – и подвергнуты электроспиннингу. Ожидается, что электроформованные полилактид-белковые смеси будут более гидрофильными, чем чистый полилактид, будут лучше обеспечивать адгезию и пролиферацию клеток, будут быстрее разлагаться, а также будут иметь более низкий модуль Юнга, который в большей степени соответствует модулю Юнга мягких тканей. Для измерения свойств электроформованных смесей будут использованы следующие методы: сканирующая электронная микроскопия (для измерения диаметров волокон и изучения их морфологии), флуоресцентная микроскопия (для визуализации клеток, культивируемых на поверхности нетканых пленок), механические испытания на разрыв (для измерения механических характеристик), измерения краевого угла смачивания, измерение кинетики деградации. В отличие от традиционных однокомпонентных пленок, нетканые полимер-белковые пленки, созданные в рамках данного проекта, будут иметь два молекулярных механизма деградации – вымывание белка и гидролиз полилактида. Отличительная особенность проекта в том, что выбор условий электроспиннинга полимер-белковых смесей будет проводиться с учетом фазовой диаграммы трехкомпонентной системы «полимер-белок-растворитель». Это позволит проследить влияние фазового разделения в такой системе на морфологию и свойства нетканой пленки. Фазовое разделение, происходящее на этапе смешивания компонент, может быть использовано для формирования нетканых пленок с уникальной морфологией, а также для оптимизации кинетики высвобождения белка из пленки. Нетканые пленки, созданные в рамках данного проекта, могут быть востребованы в медицине, например, в качестве раневых покрытий или имплантов. Они могут быть персонализированы, если при их изготовлении использовать аутологичные белки, полученные из крови конкретного пациента, а их свойства можно оптимизировать путем выбора состава и условий приготовления. В широком контексте данный проект поможет расширить применения электроспиннинга для формирования волокон из глобулярных белков.

Two- and three-component mixtures of polymers are often used as materials for biomedical applications — as implants, wound coverings, and drugs carriers. In this case, relatively little attention is paid to the miscibility of the components, as well as the relationship between the conditions of mixture preparation, supramolecular structure, and functional properties. In this project, mixtures of polylactide - biodegradable thermoplastic - and blood proteins will be investigated. These mixtures will be prepared in a common solvent –1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol — and electrospun. The electrospun polylactide-protein blends are expected to be more hydrophilic than pure polylactide, ensure better adhesion and cell proliferation, degrade faster, and also have a lower Young's modulus, which will better fit the Young's modulus of soft tissues. The following methods will be used to measure the properties of electrospun blends: scanning electron microscopy (for measuring fiber diameters and studying their morphology), fluorescence microscopy (for imaging cells cultured on the surface of nonwoven films), mechanical tensile tests (for measuring mechanical characteristics), wetting angle measurements (to determine hydrophilicity). Unlike traditional single-component films, the non-woven polymer-protein films created within this project will have two molecular mechanisms of degradation - by washing out the protein and by hydrolysis of polylactide. A distinctive feature of the project is that the choice of electrospinning conditions for polymer-protein mixtures will be carried out taking into account the phase diagram of a three-component system "polymer-protein-solvent". This will allow tracing the effect of phase separation in such system on the morphology and properties of the nonwoven films. The phase separation that occurs during the component mixing stage can be used to form nonwoven films with a unique morphology, as well as to optimize the kinetics of protein leaching from the film. Non-woven films created in this project can be used in medicine, for example, as wound coverings or implants. They can be personalized if they are made using autologous proteins derived from the blood of a particular patient, and their properties can be optimized by selecting the composition and preparation conditions. In a broad context, this project will help expand the use of electrospinning to form fibers from globular proteins.