Получение и свойства макромолекулярных пористых структур на основе линейного и сшитого альгината натрия

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Получены трехмерные гели и гранулы ионно-сшитого альгината кальция в зависимости от соотношения альгинат натрия/хлористый кальций. Методом лиофильной сушки из разбавленных водных растворов и дисперсий линейного и сшитого альгината приготовлены макропористые структуры (губки). Изучены их молекулярная/надмолекулярная структура; сопоставлены физико-химические и физико-механические свойства; определены плотность, пористость и влагопоглощение. Исследованы процессы сорбции метиленового синего гранулами сшитого альгината; показана их способность по- глощать около 90% красителя из водных растворов. Установлено, что процесс сорбции описывается моделью псевдовторого порядка, предполагающей хемосорбцию молекул красителя поверхностью полимерных матриксов.

About the authors

S. V. Kurmaz

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry RAS

Email: skurmaz@icp.ac.ru
142432, Moscow Region, Chernogolovka, Akademika Semenova Ave., 1

L. V. Barannikova

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry RAS; A. N. Nesmeyanov Institute of Element-Organic Chemistry RAS

142432, Moscow Region, Chernogolovka, Akademika Semenova Ave., 1; 119334, Moscow, Vavilova St., 28, bld. 1

V. A. Lesnichaya

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry RAS

142432, Moscow Region, Chernogolovka, Akademika Semenova Ave., 1

D. A. Chernyaev

Federal Research Center for Chemical Physics and Medical Chemistry RAS

142432, Moscow Region, Chernogolovka, Akademika Semenova Ave., 1

G. G. Belozerskaya

National Medical Research Center of Hematology of the Ministry of Health of the Russian Federation

125167, Moscow, Novy Zyikovsky Passage, 4

References

  1. Lee K. Y., Mooney D. J. Alginate: Properties and biomedical applications // Progress Polym. Sci. 2012. V. 37. N 1. P. 106–126. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2011.06.003
  2. Guo X., Wang Y., Qin Y., Shen P., Peng Q. Structures, properties and application of alginic acid: A review // Int. J. Biol. Macromol. 2020. V. 162. P. 618–628. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.06.180
  3. Sellimi S., Younes I., Ayed H.B., Maalej H., Montero V., Rinaudo M., Dahia M., Mechichi T., Hajji M., Nasri M. Structural, physicochemical and antioxidant properties of sodium alginate isolated from a Tunisian brown seaweed // Int. J. Biol. Macromol. 2015. V. 72. P. 1358–1367. 10.1016/j.ijbiomac.2014.10.016' target='_blank'>http://dx.doi.org/doi: 10.1016/j.ijbiomac.2014.10.016
  4. Szekalska M., Puciłowska A., Szymańska E., Ciosek P., Winnicka K. Alginate: Current use and future perspectives in pharmaceutical and biomedical applications // Int. J. Polym. Sci. 2016. 7697031. http://dx.doi.org/10.1155/2016/7697031
  5. Varaprasad K., Jayaramudu T., Kanikireddy V., Toro C., Sadiku E. R. Alginate-based composite materials for wound dressing application: A mini review // Carbohydrate Polym. 2020. V. 236. 116025. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116025
  6. Cui R., Zhang L., Ou R., Xu Y., Xu L., Zhan X.Y., Li D. Polysaccharide-based hydrogels for wound dressing: Design considerations and clinical applications // Front Bioeng. Biotechnol. 2022. V. 10. 845735. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.845735
  7. Sohn E. J., Ahn H. B., Roh M. S., Ryu W. Y., Kwon Y. H. Efficacy of temperature-sensitive guardix-SG for adhesiolysis in experimentally induced eyelid adhesion in rabbits // Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery. 2013. V. 29. N 6. P. 458–463. https://doi.org/10.1097/IOP.0b013e3182a22bae
  8. Krasnopeeva E. L., Panova G. G., Yakimansky A. V. Agricultural applications of superabsorbent polymer hydrogels // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. N 23. 15134. https://doi.org/10.3390/ijms232315134
  9. Ji-Sheng Y., Ying-Jian X., Wen H. Research progress on chemical modification of alginate: A review //Carbohydrate Polym. 2011. V. 84. P. 33–39. 10.1016/j.carbpol.2010.11.048' target='_blank'>https://doi: 10.1016/j.carbpol.2010.11.048
  10. Rowbotham J. S., Greenwell H. C., Dyer P. W. Opening the Egg Box: NMR spectroscopic analysis of the interactions between s-block cations and kelp monosaccharides // Dalton Trans. 2003. 2021. V. 50. N 38. P. 13246–13255. https://doi.org/10.1039/d0dt04375c
  11. Voropaiev M., Nock D. Onset of acid-neutralizing action of a calcium/magnesium carbonate-based antacid using an artificial stomach model: An in vitro evaluation // BMC Gastroenterol. BioMed Central, 2021. V. 21. N 1. 112. https://doi.org/10.1186/s12876-021-01687-8
  12. Tardivo J. P., Del Giglio A., de Oliveira C. S., Gabrielli D. S., Junqueira H. C., Tada D. B., Severino D., Turchiello R. de F., Baptista M. S. Methylene blue in photodynamic therapy: From basic mechanisms to clinical applications // Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2005. V. 2. N 3. P. 175–191. https://doi.org/10.1016/S1572-1000(05)00097-9
  13. Er Karaoğlu G., Uğurydın Z., Erdönmez D., Göl C., Durmuş M. Efficacy of antimicrobial photodynamic therapy administered using methylene blue, toluidine blue and tetra 2-mercaptopyridine substituted zinc phthalocyanine in root canals contaminated with Enterococcusaecalis // Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2020. V. 32. 102038. https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2020.102038
  14. Lotufo M. A., Tempestini Horliana A. C. R., Santana T., de Queiroz A. C., Gomes A. O., Motta L. J., Ferrari R. A. M., dos Santos Fernandes K. P., Bussadori S. K. Efficacy of photodynamic therapy on the treatment of herpes labialis: A systematic review // Photodiagnosis and Photodynamic Therapy. 2020. V. 29. 101536. https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2019.08.018
  15. Кокшаров С. А. Алеева С. В., Лепилова О. В., Кричевский Г. Е., Фидоровская Ю. С. Свойства гидроколлоидов альгината натрия при сорбционном связывании папаина // Коллоид. журн. 2021. Т. 83. № 6. С. 660–675. https://doi.org/10.31857/S0023291221060070
  16. Бычичко Д. Ю. Разработка гемостатических покрытий локального действия на основе натуральных полисахаридов: альгината натрия и каппа-каррагинана (экспериментальное исследование): специальность 14.03.06 «Фармакология, клиническая фармакология»: Диссертация на соискание уч. ст. канд. мед. наук. М., 2022. 186 с.
  17. Lin N., Bruzzese C., Dufresne A. Ttmpo-oxidized nanocellulose participating as crosslinking aid for alginate-based sponges // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2012. V. 4. N 4. P. 4948–4959. https://dx.doi.org/10.1021/am301325r
  18. Kurmaz S. V., Fadeeva N. V., Gorshkova A. I., Kurochkin S. A., Knerelman E. I., Davydova G. I., Torbov V. I., Dremova N. N., Konev D. V., Kurmaz V. A., Ignatiev V. M., Emelyanova N. S. Mesoporous networks of N-vinylpyrrolidone with (di)methacrylates as precursors of ecological molecular imprinted polymers // Materials. 2021. V. 14. 6757. https://doi.org/10.3390/ma14226757
  19. Курмаз С. В., Фадеева Н. В., Кнерельман Е. И., Давыдова Г. И. Получение пористых полимерных сеток N-винилпирролидона с диметакрилатом триэтиленгликоля и определение их удельной площади поверхности с помощью бенгальского розового // ЖПХ. 2018. Т. 91. № 1. С. 115–122 [Kurmaz S. V., Fadeeva N. V., Knerelman E. I., Davydova G. I. Preparation of porous polymer networks of N-vinylpyrrolidone with triethylene glycol dimethacrylate and determination of their specific surface area using Rose Bengal dye // Russ. J. Appl. Chem. 2018. V. 91. P. 105–112. http://dx.doi.org/10.1134/s1070427218010172].
  20. Chandía N. P., Matsuhiro B. Characterization of a fucoidan from Lessonia vadosa (Phaeophyta) and its anticoagulant and elicitor properties // Int. J. Biol. Macromol. 2008. V. 42. N 3. P. 235–240. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2007.10.023
  21. Soares J. P., Santos J. E., Chierice G. O., Cavalheiro É. T. G. Thermal behavior of alginic acid and its sodium salt // Ecletica Quimica. 2004. V. 29. N 2. P. 53–56. www.scielo.br/eq
  22. Белозерская Г. Г., Бычичко Д. Ю., Кабак В. А., Лемперт А. Р., Неведрова О. Е., Малыхина Л. С., Миронов М. С., Логвинова Ю. С., Голубев Е. М., Широкова Т. И., Вдовин В. М., Момот А. П. Создание новых гемостатических покрытий локального действия на основе альгината натрия // Клиническая физиология кровообращения. 2018. Т. 15. № 3. С. 222–229. https://doi.org/10.24022/1814-6910-2018-15-3-222-229
  23. Khoshmohabat H., Paydar S., Kazemi H. M., Dalfardi B. Overview of agents used for emergency hemostasis // Trauma Mon. 2016. V. 21. N 1. P. e26023. https://doi.org/10.5812/traumamon.26023
  24. Шелковский В. С. Использование окислительно-восстановительных и агрегационных свойств красителя метиленового синего в нанобиофизических исследованиях // Биофиз. вестн. 2015. № 33. С. 5–9 [Shelkovsky V. S. Redox interactions of methylene blue with cysteine amino acid as a possible mechanizm of biological action of the dye // Biophys. Bull. 2017. V. 1. N 37. https://doi.org/10.26565/2075-3810-2017-37-04
  25. Salimi A., Roosta A. Experimental solubility and thermodynamic aspects of methylene blue in different solvents // Thermochim. Acta. 2019. V. 675. P. 134–139. https://doi.org/10.1016/j.tca.2019.03.024
  26. Selvam S., Sarkar I. Bile salt induced solubilization of methylene blue: Study on methylene blue fluorescence properties and molecular mechanics calculation // J. Pharmaceutical Analysis. 2017. V. 7. N 1. P. 71–75. https://doi.org/10.1016/j.jpha.2016.07.006
  27. Ho Y. S., McKay G. Pseudo-second order model for sorption processes // Process Biochem. 1999. V. 34. N 5. P. 451–465. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(98)00112-5
  28. Ho Y. S., Mckay G. The kinetics of sorption of basic dyes from aqueous solution by sphagnum moss peat // Canad. J. Chem. Eng. 1998. V. 76. P. 822–827. https://doi.org/10.1002/cjce.5450760419

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences