Направленный гидротермальный синтез алюмосиликатов различных структурных типов и перспективы их применения в медицине

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты анализа и экспериментальных исследований синтетических алюмосиликатов (монтмориллонитов, каолинитов, цеолитов) с целью их применения в медицине, а именно: в области энтеро- и гемосорбции, при разработке систем адресной доставки лекарственных препаратов с пролонгированным и pH-контролируемым выходом активного вещества в различных средах, а также в качестве компонентов раневых покрытий. Монтмориллониты, алюмосиликаты подгруппы каолинита с различной морфологией частиц и цеолиты структурных типов Beta, Rho и Y получены в гидротермальных условиях и охарактеризованы при помощи комплекса физико-химических методов исследования. Представлены результаты изучения адсорбции и десорбции модельных лекарственных препаратов (тиамина гидрохлорида, 5-фторурацила) из пористых алюмосиликатных матриц разного химического состава в различных средах, моделирующих среды организма; адсорбции маркеров эндогенной интоксикации (например, метиленового голубого); способности алюмосиликатов к биодеградации в средах организма, а также результаты исследования биологической активности, в частности цитотоксичности и гемолитической активности, синтетических алюмосиликатов. Выявлены большие перспективы применения синтетических алюмосиликатов для получения нетоксичных высокоэффективных сорбентов медицинского назначения и носителей лекарственных препаратов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Ю. Голубева

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. А. Аликина

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. Ю. Бразовская

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. Ю. Ульянова

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Физикохимия силикатов и оксидов: к 50-летию Института химии силикатов им. И.В. Гребенщикова / Отв. ред. Шульц М.М. СПб.: Наука, 1998. ISBN 5-02-024867-3.
  2. Шульц М.М. // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 8. С. 45.
  3. Лазаренко Е.К. Курс минералогии. М.: Высшая школа, 1963. С. 559.
  4. Li Y., Yu J. // Nat. Rev. Mater. 2021. V. 6. P. 1156. https://doi.org/10.1038/s41578-021-00347-3
  5. Zhang H., Samsudin I., Jaenicke S. et al. // Catal. Sci. Technol. 2022. V. 12. P. 6024. https://doi.org/10.1039/D2CY01325H
  6. Kantevari S., Vuppalapati V.N., Nagarapu L. // Catal. Сommun. 2007. V. 8. № 11. P. 1857. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2007.02.022
  7. Mitsudome T., Nose K., Mizugaki T. et al. // Tetrahedron Lett. 2008. V. 49. № 38. P. 5464. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2008.07.011
  8. Chankeshwara S.V., Chakraborti A.K. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2006. V. 253. № 1–2. P. 198. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2006.03.042
  9. McCusker L.B., Baerlocher C. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2001. V. 137. P. 37. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(01)80244-5
  10. Zhou C., Tong D., Yu W. // Micro and Nano Technologies, Nanomaterials from Clay Minerals / Eds. Wang A., Wang W. Elsevier, 2019. P. 335. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814533-3.00007-7
  11. Шапкин Н.П., Ермак И.М., Разов В.И. и др. // Журн. неорган. химии. 2014. T. 59. № 6. C. 766. https://doi.org/10.1016/10.7868/S0044457X14060191
  12. Гордиенко П.С., Шабалин И.А., Супонина А.П. и др. // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 8. С. 993.
  13. Воловичева Н.А., Королькова С.В., Везенцев А.И. // Научные ведомости. Серия: Естественные науки. 2016. Т. 25. № 246. С. 63.
  14. Гордиенко П.С., Ярусова С.Б., Шабалин И.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. T. 67. № 9. C. 1258. https://doi.org/10.31857/S0044457X22090045
  15. Паничев А.М., Богомолов Н.И., Бгатова Н.П. и др. Цеолиты в хирургии. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. 120 с.
  16. Ghadiri M., Chrzanowski W., Rohanizadeh R. // RSC Adv. 2015. V. 5. № 37. P. 29467. https://doi.org/10.1039/C4RA16945J
  17. Везенцев А.И., Трубицын М.А., Кормош Е.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2012. Т. 12. № 6. С. 998.
  18. Паничев А.М., Гульков А.Н. Природные минералы и причинная медицина будущего. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2001. 210 с.
  19. Park J.H., Shin H.J., Kim M.H. et al. // J. Pharm. Invest. 2016. V. 46. № 4. P. 363. https://doi.org/10.1007/s40005-016-0258-8.
  20. Golubeva O.Yu., Pavlova S.V., Yakovlev A.V. // Appl. Clay Sci. 2015. V. 112–113. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.04.013.
  21. Joshi G.V., Patel H.A., Kevadiya B.D. et al. // Appl. Clay Sci. 2009. V. 45. № 4. P. 248. https://doi.org/10.1016/j.clay.2009.06.001.
  22. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Жаркова М.С. и др. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 6. С. 57. https://doi.org/10.7868/S0132665118060082
  23. Jana S., Kondakova A.V., Shevchenko S.N. et al. // Colloid Surf., B. 2017. V. 151. P. 249. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.12.017
  24. Галкина Г.А., Грибкова Е.И., Курашов М.М. и др. // Фармация. Организация и экономика. 2017. Т. 66. № 6. С. 38.
  25. Маркелов Д.А., Ницак О.В., Геращенко И.И. // Хим.-фарм. журн. 2008. Т. 42. № 7. C. 30. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2008-42-7-30-33
  26. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Костырева Т.Г. и др. // Физика и химия стекла. 2013. Т. 39. № 5. С. 753.
  27. Голубева О.Ю., Масленникова Т.П., Ульянова Н.Ю. и др. // Физика и химия стекла. 2014. Т. 40. № 2. С. 343.
  28. Голубева О.Ю., Павлова С.В. // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. № 2. C. 291.
  29. Golubeva O.Yu., Alikina Yu.A., Brazovskaya E.Yu. et al. // J. Nanomater. 2023. V. 13. № 9. P. 1470. https://doi.org/10.3390/nano13091470
  30. Golubeva O.Yu., Alikina Y.A., Brazovskaya E.Y. et al. // J. Chem. Eng. 2022. V. 6. № 5. P. 78. https://doi.org/10.3390/chemengineering6050078
  31. Ul’yanova N.Y., Brazovskaya E.Y., Golubeva O.Y. et al. // Pet. Chem. 2023. https://doi.org/10.1134/S096554412305002X
  32. Sciascia L., Calabrese I., Cavallaro G. et al. // Minerals. 2021. V. 11. № 12. P. 1315. https://doi.org/10.3390/min11121315
  33. Kryuchkova M., Batasheva S., Akhatova F. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 18. P. 9670. https://doi.org/10.3390/ijms22189670
  34. Santos A.C., Ferreira C., Veiga F. et al. // Adv. Colloid Interface Sci. 2018. V. 257. P. 58. https://doi.org/10.1016/j.cis.2018.05.007
  35. Lisuzzo L., Cavallaro G., Milioto S. et al. // J. Nanostruct. Chem. 2021. V. 11. № 4. P. 663. https://doi.org/10.1007/s40097-021-00391-z
  36. Golubeva O.Yu., Alikina Yu.A., Khamova T.V. et al. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. № 22. P. 17008. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02122
  37. Golubeva O.Y., Alikina Y.A., Brazovskaya E.Y. // Nanomaterials (Basel). 2022. V. 12. № 15. P. 2559. https://doi.org/10.3390/nano12152559.
  38. Golubeva O.Yu, Alikina Yu.A., Brazovskaya E.Yu. et al. // Appl. Clay Sci. 2020. V. 184. P. 105401. https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.105401
  39. Hovhannisyan V., Siposova K., Musatov A. et al. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 5528. https://doi.org/10.1038/s41598-021-84927-x
  40. Loiola A.R., Bessa R.A., Oliveira C.P. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2022. V. 560. P. 169651. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.169651.
  41. Голубева О.Ю., Бразовская Е.Ю., Ульянова Н.Ю. и др. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 2. С. 138.
  42. Голубева О.Ю., Бразовская Е.Ю., Аликина Ю.А. и др. // Физика и химия стекла. 2019. Т. 45. № 1. C. 74. https://doi.org/10.1134/S0132665119010037
  43. Brazovskaya E.Yu., Golubeva O.Yu. // Pet. Chem. 2020. V. 60. № 8. P. 857. https://doi.org/10.1134/S0965544120080046
  44. Маркова М.Н., Гармаева Д.К., Баландина И.А. // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 6. https://science-education.ru/ru/article/view?id=28250 (дата обращения: 13.09.2023).
  45. Дрозд В.А., Мартыненко Е.Е., Митряшов К.В. и др. // Успехи современного естествознания. 2013. № 8. С. 44.
  46. Ульянова Н.Ю., Куриленко Л.Н., Шамова О.В. и др. // Физика и химия стекла. 2020. Т. 2. С. 174. https://doi.org/10.31857/S0132665120020110
  47. Бородин Ю.И., Бгатова Н.П., Паничев А.М. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2007. № 4. Т. 56. С. 41.
  48. Бояринцев В.В., Самойлов А.С., Юдин А.Б. и др. // Инфекции в хирургии. 2011. № 2. С. 43.
  49. Буханов В.Д., Шапошников А.А., Покровский М.В. и др. // МНИЖ. 2013. № 10. Ч. 1. С. 86.
  50. Благитко Е.М., Благитко Е.М., Родионов П.П. и др. Пат. RU № 2245151. 2004.
  51. Буханов В.Д., Везенцев А.И., Соколовский П.В. и др. // Научные ведомости Бел. ГУ. Серия: Естественные науки. 2014. Т. 26. № 3. С. 98.
  52. Horue M., Cacicedo M.L., Fernandez M.A. et al. // Mater. Sci. Eng., C: Mater Biol Appl. 2020. V. 116. P. 111152. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111152
  53. Zhang Y., Chen Y., Zhang Y. et al. // J. Inorg. Biochem. 2013. V. 118. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2012.07.025
  54. Golubeva O.Yu., Brazovskaya E.Yu., Shamova O.V. // Appl. Clay Sci. 2018. V. 163. P. 56. http://doi.org/10/1016/j.clay.2018.07.015
  55. Голубева О.Ю., Яковлев А.В., Шамова О.В. и др. // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. № 1. С. 123.
  56. Golubeva O.Yu., Ulyanova N.Yu., Vladimirova E.V. et al. // Langmuir. 2021. V. 37. № 42. P. 12356. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c01899
  57. Eisenwagen S., Pavelić K. // Arch. Phys. Med. Rehabil. 2020. V. 3. № 2. P. 029. https://doi.org/10.26502/fapr0011
  58. Zarkovic N., Zarkovic K., Kralj M. et al. // Anticancer Res. 2003. V. 23. P. 1589.
  59. Golubeva O.Yu. // Microporous Mesoporous Mater. 2016. V. 224. P. 271. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.12.057
  60. Бразовская Е.Ю., Голубева О.Ю. // Физика и химия стекла. 2017. Т. 43. № 4. С. 401. https://doi.org/10.1134/S1087659617040046
  61. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Яковлев А.В. // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 4. С. 552.
  62. Moshoeshoe M., Nadiye-Tabbiruka M.S., Obuseng V. // Am. J. Med. Sci. 2017. V. 7. № 5. P. 196. https://doi.org/10.5923/j.materials.20170705.12
  63. Аликина Ю.А., Калашникова Т.А., Голубева О.Ю. // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 1. С. 56. https://doi.org/10.31857/S0132665121010029
  64. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю. // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 5. С. 726.
  65. Tang T., Zhang L., Dong H. et al. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 7711. https://doi.org/10.1039/C6RA27129D
  66. Пирютко М.М., Бенедиктова Н.В., Корсак Л.Ф. // Стекло и керамика. 1981. № 8. С. 3.
  67. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. М.-Л.: Химия, 1965. C. 360.
  68. Tas A.C., A Cuneyt Tas. // J. Funct. Biomater. 2000. V. 21. № 14. P. 1429. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(00)00019-3
  69. Brazovskaya E.Yu., Golubeva O.Yu. // Pet. Chem. 2023. V. 63. P. 820. https://doi.org/10.1134/S0965544123050055
  70. Аликина Ю.А., Голубева О.Ю., Хамова Т.В. // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 4. С. 1. https://doi.org/10.31857/S0132665121040028

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Табл. 1_рис. 1

Скачать (142KB)
Метаданные
3. Табл. 1_рис. 2

Скачать (161KB)
Метаданные
4. Рис. 1. Электронные микрофотографии образцов синтезированных алюмосиликатов: а, б – монтмориллониты, полученные в различных условиях; в, г, д, е – алюмосиликаты подгруппы каолинита со сферической, губчатой, трубчатой и пластинчатой морфологией соответственно; ж, з – цеолиты Beta и Rho.

Скачать (513KB)
Метаданные
5. Рис. 2. Рентгеновские дифрактограммы образцов МТ, синтезированных в гидротермальных условиях в течение 3 ч при 350C и 70 MПa: 1 – MT-Al0.2, 2 – MT-Al0.5, 3 – MT-Al0.6, 4 – MT-Al0.8, 5 – MT-Al1.0, 6 – MT-Al1.8 (обозначения образцов представлены в табл. S1).

Скачать (107KB)
Метаданные
6. Рис. 3. Зависимость величины катионообменной емкости (■) и ζ- потенциала (▲) образцов МТ от степени замещения магния на алюминий в октаэдрических слоях.

Скачать (90KB)
Метаданные
7. Рис. 4. Профиль десорбции тиамина гидрохлорида из МТ различных составов в модельной среде желудка (pH 1.2).

Скачать (129KB)
Метаданные
8. Рис. 5. Профиль десорбции тиамина гидрохлорида из МТ различных составов в модельной среде кишечника (pH 7.4).

Скачать (140KB)
Метаданные
9. Рис. 6. Профили высвобождения 5-ФУ из цеолитных матриц: 1 – Beta-Fe3O4 при pH 5.2; 2 – Beta-Fe3O4 при pH 7.4; 3 – Beta при pH 5.2; 4 – Beta при pH 7.4

Скачать (83KB)
Метаданные
10. Рис. 7. Рентгеновские дифрактограммы образца Beta-Fe3O4 после обработки в синтетической биологической жидкости в течение: 1 – 0; 2 – 1; 3 – 2; 4 – 3; 5 – 4 недели. Штрих-диаграммы стандартов: ○ – наночастицы магнетита;  – SiO2; ■ – Al2O3; ● – NaCl; ▲ – KCl.

Скачать (86KB)
Метаданные
11. Рис. 8. Интегральные кинетические кривые сорбции МГ образцами алюмосиликатов с различной морфологией частиц: ● – сферы, ▲ – наногубки, ■ – нанотрубки, – пластины.

Скачать (108KB)
Метаданные
12. Рис. 9. Гемолитическая активность образцов алюмосиликатов. 1 – Gal-трубки, 2 – MT-Al1.0, 3 – Kaol-пластины, 4 – MT-Al0.2, 5 – Rho, 6 – Kaol-губки, 7 – Kaol-сферы, 8 – Beta, 9 – MT-Al0, 10 – Y.

Скачать (82KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».