Doklady ChemistryDoklady ChemistryДоклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах2686-95353034-5111The Russian Academy of Sciences68095910.31857/S2686953524050035JGXIEACHEMICAL TECHNOLOGYХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯResearch ArticleStudy of the influence of fillers on the wettibility and cytotoxicity of polysiloxane films for medical useИсследование влияния наполнителей на смачиваемость и цитотоксичность полисилоксановых пленок медицинского назначенияBaikinА. S.БаикинА. С.
Russian Federation
baikinas@mail.ruNasakinaE. O.НасакинаЕ. О.
Russian Federation
baikinas@mail.ruDavydovaG. А.ДавыдоваГ. А.
Russian Federation
baikinas@mail.ruSudarchikovaM. А.СударчиковаМ. А.
Russian Federation
baikinas@mail.ruMelnikovaA. A.МельниковаА. А.
Russian Federation
baikinas@mail.ruSergienkoK. V.СергиенкоК. В.
Russian Federation
baikinas@mail.ruKonushkinS. V.КонушкинС. В.
Russian Federation
baikinas@mail.ruKaplanM. A.КапланМ. А.
Russian Federation
baikinas@mail.ruSevostyanovM. A.СевостьяновМ. А.
Russian Federation
baikinas@mail.ruKolmakovA. G.КолмаковА. Г.
Russian Federation

Corresponding Member of the RAS

член-корреспондент РАН

baikinas@mail.ruA.A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of SciencesИнститут металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наукInstitute of Theoretical and Experimental Biophysics of Russian Academy of SciencesИнститут теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наукAll-Russian Research Institute of PhytopathologyВсероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии191220245181324029052025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-9535/article/view/680959

A method for synthesis of two new types of polysiloxane-based films is proposed: with introduced chitosan and with introduced sodium bicarbonate with its subsequent removal. It was found that the obtained films have a branched internal structure of channels suitable for further filling with biologically active substances. The study of the hydrophobicity of the obtained films, in comparison with pure polysiloxane films, showed an insignificant (no more than 6%) decrease in the equilibrium wetting edge angle, as well as equalization of its values from the outer and inner sides, compared with films without modification. A comprehensive in vitro study demonstrated the promising use of polysiloxane films with introduced chitosan, since they do not have a reliable toxic effect on the studied cells. Films of pure polysiloxane and polysiloxane with the use of sodium hydrogen carbonate had a toxic effect on the investigated cells and acidified the medium. All samples were found to be non-adhesive to cells.

Предложен способ синтеза двух новых видов пленок на основе полисилоксана: с введенным хитозаном и с введенным гидрокарбонатом натрия с последующим его удалением. Установлено, что полученные пленки обладают разветвленной внутренней структурой каналов, пригодной для дальнейшего наполнения биологически активными веществами. Исследование гидрофобности полученных пленок, в сравнении с пленками чистого полисилоксана, показало незначительное (не более 6%) снижение равновесного краевого угла смачивания, а также выравнивание его значений с внешней и внутренней сторон, по сравнению с пленками без модификации. Комплексное исследование in vitro показало перспективность использования пленок полисилоксана с введенным хитозаном, поскольку они не оказывают достоверного токсического действия на исследуемые клетки. Пленки чистого полисилоксана и полисилоксана, изготовленного с использованием гидрокарбоната натрия, проявили токсическое воздействие на изучаемые клетки и закисляли среду. Установлено, что все образцы обладают неадгезивностью для клеток.

siloxanechitosansodium bicarbonatecytotoxicitywettabilitypolymer filmsсилоксанхитозангидрокарбонат натрияцитотоксичностьсмачиваемостьполимерные пленкиРоссийский научный фондRussian Science Foundation21-79-10256World Health Organization // https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death (ссылка активна на 17.04.2024).Grüntzig A. // Lancet. 1978. V. 1. № 8058. P. 263.Anqiang S., Wang Z., Fan Z., Tian X., Zhan F., Deng X., Liu X. // Med. Eng. Phys. 2015 V. 37. P. 840–844. http s://doi.org/10.1016/j.medengphy.2015.05.016Sommer C., Gockner T., Stampfl U., Bellemann N., Sauer P., Ganten T., Weitz J., Kauczor H., Radeleff B. // Eur. J. Radiol. 2012. V. 81. P. 2273–2280. http s://doi.org/10.1016/j.ejrad.2011.06.037Doshi R., Shah J., Jauhar V., Decter D., Jauhar R., Meraj P. // Heart Lung. 2018. V. 47. № 3. P. 231–236. http s://doi.org/10.1016/j.hrtlng.2018.02.004Wawrzyńska M., Arkowski J., Włodarczak A., Kopaczyńska M., Biały D. Development of drug-eluting stents (DES). In: Functionalised Cardiovascular Stents, Ch. 3. Wall J.G., Podbielska H., Wawrzyńska M. (Eds.). Woodhead Publishing, 2018. P. 45–56. http s://doi.org/10.1016/B978-0-08-100496-8.00003-2Julio C., Palmaz M.D. // J. Vasc. Interv. Radiol. 2002. V. 13. № 2. P. 272–274. http s://doi.org/10.1016/S1051-0443(02)70172-3Kraak R., Grundeken M., Koch K., Winter R., Wykrzykowska J. // Expert Rev. Med. Devices. 2014. V. 11. № 5. P. 467–480. http s://doi.org/10.1586/17434440.2014.941812Dong J., Pacella M., Liu Y., Zhao L. // Bioact. Mater. 2022. V. 10. P. 159–184. http s://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.08.023Mirhosseini N., Lin L., Liu Z., Mamas M., Fraser D., Wang T. // Heliyon. 2024. V. 10. № 5. e26425. http s://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e26425Toong D.W.Y., Ng J.C.K., Huang Y., Wong P.E.H., Leo H.L., Venkatraman S.S., Ang H.Y. // Materialia. 2020. V. 12. 100727. http s://doi.org/10.1016/j.mtla.2020.100727Rocher L., Cameron J., Barr J., Dillon B., Lennon A., Menary G. // Eur. Polym. J. 2023. V. 195. 112205. http s://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2023.112205Li F., Gu Y., Hua R., Ni Z., Zhao G. // J. Drug Delivery Sci. Technol. 2018. V. 48. P. 88–95. http s://doi.org/10.1016/j.jddst.2018.08.026Liang J.J., Sio T.T., Slusser J.P. // JACC: Cardiovascular Interventions. 2014. V. 7. № 12. P. 1412–1420. http s://doi.org/10.1016/j.jcin.2014.05.035Arzhakova O.V., Arzhakov M.S., Badamshina E.R., Bryuzgina E.B., Bryuzgin E.V., Bystrova A.V., Vaganov G.V., Vasilevskaya V.V., Vdovichenko A Yu., Gallyamov M.O., Gumerov R.A., Didenko A.L., Zefirov V.V., Karpov S.V., Komarov P.V., Kulichikhin V.G., Kurochkin S.A., Larin S.V., Malkin A.Ya., Milenin S.A., Muzafarov A.M., Molchanov V.S., Navrotskiy A.V., Novakov I.A., Panarin E.F., Panova I.G., Potemkin I.I., Svetlichny V.M., Sedush N.G., Serenko O.A., Uspenskii S.A., Philippova O.E., Khokhlov A.R., Chvalun S.N., Sheiko S.S., Shibaev A.V., Elmanovich I.V., Yudin V.E., Yakimansky A.V., Yaroslavov A.A. // Russ. Chem. Rev. 2022. V. 91. № 12. RCR5062. http s://doi.org/10.57634/RCR5062Ferruti P., Bianchi S., Ranucci E., Chiellini F., Piras A. // Biomacromolecules. 2005. V. 6. № 4. P. 2229–2235. http s://doi.org/10.1021/bm050210+Rezapour-Lactoee A., Yeganeh H., Nasser Ostad S., Gharibi R., Mazaheri Z., Ai J. // Mater. Sci. Eng. 2016. V. 69. P. 804–814. http s://doi.org/10.1016/j.msec.2016.07.067Баикин А.С., Насакина Е.О., Мельникова А.А., Михайлова А.В., Каплан М.А., Сергиенко К.В., Конушкин С.В., Колмаков А.Г., Севостьянов М.А. // Перспективные материалы. 2023. № 10. С. 17–25. http s://doi.org/10.30791/1028-978X-2023-10-17-25Neslihan K., Aytekin A.Ö. Chitosan nanogel for drug delivery and regenerative medicine. In: Polysaccharide Hydrogels for Drug Delivery and Regenerative Medicine, Ch. 14. Giri Tapan K., Ghosh B., Badwaik H. (Eds.). Elsevier, 2024. P. 215–232. http s://doi.org/10.1016/B978-0-323-95351-1.00018-1Farnoush S.R., Sharifianjazi F., Esmaeilkhanian A., Salehi E. // Carbohydr. Polym. 2021. V. 273. 118631. http s://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.118631ГОСТ Р ИСО 10993.5-11 «Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 5. Исследование на цитотоксичность: методы in vitro».ГОСТ Р ИСО 10993.12-15 «Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 12. Приготовление проб и стандартные образцы».Poltavtseva R.A., Pavlovich S.V., Klimantsev I.V., Tyutyunnik N.V., Grebennik T.K., Nikolaeva A.V., Sukhikh G.T., Nikonova Y.A., Selezneva I.I., Yaroslavtseva A.K., Stepanenko V.N., Esipov R.S. // Bull. Exp. Biol. Med. 2014. V. 158. P. 164–169. http s://doi.org/10.1007/s10517-014-2714-7Baikin A.S., Nasakina E.O., Melnikova A.A., Mikhailova A.V., Kaplan M.A., Sergienko K.V., Konushkin S.V., Kolmakov A.G., Sevostyanov M.A. // Inorg. Mater: Appl. Res. 2024. V. 15. № 2. P. 352–357. http s://doi.org/ 10.1134/S2075113324020060Polyzois G.L., Hensten-Pettersen A., Kullman // J. Prosthet. Dent. 1994. V. 71. № 5. P. 505–510. http s://doi.org/10.1016/0022-3913(94)90191-0Shirosaki Y., Tsukatani Y., Okamoto K., Hayakawa S., Osaka A. // Pharmaceutics. 2022. V. 14. № 5. 1111. http s://doi.org/10.3390/pharmaceutics14051111