Matriksy s zadannoy arkhitekturoy na osnove sopolimerov khitozana s oligoldktiddmi: lazernaya mikrostereolitografiya

Abstract

Full Text

Создание матриксов с заданной архитектурой является важным и активно развивающимся направлением в тканевой инженерии. Архитектура матрикса, который используют в качестве подложки для роста клеток, во многом определяет успешность формирования замещающей ткани. Одним из наиболее перспективных методов получения материалов с заданной 3D архитектурой является лазерная стереолитография, основанная на послойной локальной полимеризации или сшивки компонентов фоточувствительной композиции. Использование установок для стереолитографии, основанных на эффекте двухфотонного поглощения, позволяет получать материалы с субмикронным разрешением и иммобилизовать термочувствительные компоненты (белки, клетки и т.д.) в процессе формования матрикса [M.T. Raimondi, et. al. // J. Appl. Biomater. Biomech. 2012, 10, 55-65.]. Работа посвящена получению гидрогелей с заданной 3D архитектурой на основе сополимеров хитозана с олиголактидами методом лазерной микростереолитографии. Хитозан -продукт деацетилирования хитина - является перспективным биодеградируемым и биосовместимым полимером для получения различных материалов биомедицинского назначения, в т.ч. для тканевой инженерии [F. Croisier, et. al. // Eur. Polym. J. 2013, 49, 780-792.]. В настоящей работе для повышения эффективности хитозана в качестве основы фоточувствительной композиции для лазерной стереолитографии были получены сополимеры хитозана с различной длиной привитых цепей олиголактидов [T.S. Demina, et. al. // HighEnergyChem. 2016, 50, 389-394.; T.S. Demina, et. al. // Polymers. 2017, 9(7), 302]. Введение фрагментов олиголактидов в химическую структуру хитозана позволяет регулировать свойства материалов на его основе (в т.ч. скорость ферментативного гидролиза, биосовместимость) и способность к переработке с помощью различных технологий [T.S. Demina, et. al. // IOPConf. Ser. Mater. Sci. Eng. 2015, 87.; T.S. Demina, et. al. // J. Appl. Polym. Sci. 2017, 134, 13.]. Показано, что в зависимости от макромолекулярных характеристик сополимеров (в т.ч. длины и стереохимического состава привитых цепей олиголактидов) их реакционная способность под действием фемтосекундного лазерного излучения и свойства получаемых 3D гидрогелей существенно различаются. Сополимеры, содержащие фрагменты олиго(L,D-лактида) со степенью полимеризации до 70, обладают наиболее широким диапазоном параметров проведения процесса (расстояние между линиями и слоями) для получения воспроизводимых структур, что позволяет регулировать микротопографию поверхности и степень набухания гидрогелей. Полученные 3D гидрогели полностью воспроизводят цифровую модель и обладают механическими характеристиками, достаточными для использования в регенерации мягких тканей.