сегодня: 13.12.2019

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Реклама


Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2019-11-14 10:49:00 /РИА "Сибирь" /Новосибирск

Новосибирские ученые-физики стерилизовали гели, предназначенные для медицины





В центре радиационных технологий Института ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН и Новосибирского госуниверситета специалисты НИИ травматологии и ортопедии имени Я. Л. Цивьяна и Института органического синтеза имени И. Я. Постовского Уральского отделения РАН провели эксперимент по обработке ионизирующим излучением биорезорбируемых образцов полимерных гелей, которые предполагается применять для доставки медицинских препаратов в живые организмы. Ученые должны были установить, как ионизирующее излучение влияет на физико-химические свойства перспективных материалов (AIP Conference Proceedings 2063, 030017 (2019)).

Этот эксперимент - лишь часть исследования, одной из задач которого является выбор оптимального метода стерилизации медицинских гелей среди нескольких доступных (автоклавирование, стерилизация парами пероксида водорода, обработка на ускорителе электронов).

Биорезорбируемые набухаемые полимерные гели предназначены для транспортировки различных полезных препаратов (или агентов) в живые системы, в том числе – в организм животных и человека. Они имеют целый ряд полезных качеств. По своей химической природе они биодеградируемые, то есть способны с течением времени полностью раствориться внутри организма. Кроме того, они емкие, как губка, и способны вобрать в себя по объему в несколько раз больше, чем исходно сам образец.

Вместе с тем, сначала необходимо отработать вопросы их стерилизации, поскольку это обязательное условие их использования на практике в живых организмах. При этом важно учитывать, что в ходе стерилизации биоразлагаемых материалов-носителей надо добиваться уничтожения возможных включений в виде микроорганизмов (которые могут попасть в гель на этапе его производства) по всей толще полимерного материала такого геля.

Дело в том, что, если стерильной будет только его поверхность, потенциально опасные микроорганизмы могут оказаться в толще геля. В дальнейшем в ходе естественной деградации геля в организме возникнет очаг инфекции за счет того, что высвободившиеся из толщи материала микроорганизмы могут инфицировать окружающие ткани.

"Мы сравнили способности двенадцати гелей на основе производных хитозана (карбоксиалкилхитозанов с различными сшивающими агентами либо без таковых) – к набуханию после использования трех различных методов стерилизации (автоклавирование при давлении 2,0 атм и температуре 130° С, низкотемпературной стерилизации парами пероксида водорода, радиационная стерилизация)", - прокомментировал старший научный сотрудник НИИ травматологии и ортопедии, кандидат медицинских наук Александр Самохин.

Он отметил, что основным свойством выбранных гелей является способность транспортировать в себе другие препараты (например, лекарственные) – для этого они должны хорошо впитывать. У каждого использованного в эксперименте полимера существует своя исходная степень набухания, напрямую характеризующая способность впитывать в себя жидкости. При стерилизации полимеры могут менять свои физико-химические свойства, в частности, может улучшаться или ухудшаться транспортная функция, связанная с набуханием, либо же вовсе может произойти разрушение полимерного материала, в связи с чем необходим подбор видов и режимов их стерилизации для сохранения заданных свойств этих материалов с одновременным достижением их надежной стерилизации.

В ходе эксперимента в центре радиационных технологий Института ядерной физики СО РАН и НГУ был проверен широкий диапазон лучевых дозированных воздействий. В ускорителе ИЛУ-10, разработанном специалистами ИЯФ, электроны ускоряются до высоких энергий (5 МэВ). В объеме продукта возникает ионизация, которая приводит к гибели микроорганизмов. Целью данной работы был поиск оптимальных доз, при которых гарантируется необходимый уровень стерильности образцов, но при этом уровень деградации полезных свойств остается приемлемым для применения.

"С увеличением дозы облучения, - пояснил старший научный сотрудник Института ядерной физики, кандидат технических наук Вадим Ткаченко, - эффективность антимикробного действия возрастает. Поэтому ионизирующее излучение в больших дозах (>10 кГр) широко используется для стерилизации биопрепаратов, медицинских инструментов и изделий (одноразовых шприцов, эндопротезов, перевязочных материалов). Перед нами стояла задача проверить, как образцы биорезорбируемых полимеров меняют свои физико-химические свойства при воздействии ионизирующего излучения. Стерилизационные дозы лежат в диапазоне от 15 кГр до 50 кГр. Мы вначале использовали дозу от 5 до 25 кГр для изучения поведения материалов в зависимости от поглощенной дозы, энергия ускорителя при этом составила 5 МэВ. В дальнейшем мы перешли на дозу 25 кГр, как необходимую для достижения «медицинского» уровня стерильности. При этом на процесс стерилизации уходит несколько минут".

Оказалось, что в зависимости от изменений поглощённой дозы образцом, меняется его степень набухания и, соответственно, транспортные возможности.

"Это поисковый эксперимент, пояснил старший научный сотрудник Института органического синтеза имени И. Я. Постовского Уральского отделения РАН, кандидат химических наук Александр Пестов, - то есть дает самые предварительные данные. Мы специально набрали большую серию образцов гелей, чтобы исключить те, с которыми дальнейшая работа бессмысленна. В результате лишь несколько образцов выдержали испытания при максимальной поглощенной дозе - остальные были забракованы, и это нормально при большой группе. Отобранные же образцы хорошо перенесли обработку - без сильной потери свойств, но при этом частично (хотя и некритично) утратили способность впитывать. Дело в том, что мы использовали максимальную дозу - 25 кГр, это достаточно агрессивное воздействие на полимеры, мы и изначально ожидали, что не все образцы хорошо его перенесут".

В дальнейшем будут проведены эксперименты по проверке цитотоксичности гелей, отобранных по результатам переносимости ими стерилизации, то есть определение их способности повреждать клетки живых тканей. Первоначально цитотоксичность устанавливается в тестах in vitro на определенных клетках, после чего (в случае достижения предполагаемого результата in vitro) планируются эксперименты на модельных животных, необходимые как для проверки цитотоксичности in vivo, так и для проверки заданных характеристик самих гелей-носителей в условиях живой системы. Если вся серия экспериментов покажет, что образцы выдерживают испытания, то можно будет говорить о возможности регистрации изделия медицинского назначения.

Одним из проектов программы развития Новосибирского научного центра СО РАН "Академгородок 2.0" является новый центр радиационных технологий. Планируется, что здесь будут проводиться исследования процессов взаимодействия интенсивных электронных пучков и тормозного излучения в режиме ЦКП для российских и зарубежных разработчиков радиационных технологий, а также разрабатываться новые модели ускорителей для промышленности, отметила руководитель пресс-службы ИЯФ СО РАН Алла Сковородина.

 



Cмотрите также:  Наука  Новосибирская область
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
********

7 января 2020 года в Омске стартует экстремальный Рождественский полумарафон

*******
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность
О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12