Исследование влияния гиалуроновой кислоты на структуру наноразмерного карбоната магния

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В рамках данной работы был проведён синтез и исследование наноразмерного карбоната магния, стабилизированного гиалуроновой кислотой. На первом этапе проводилось квантово-химическое моделирование процесса взаимодействия наночастиц карбоната магния с гиалуроновой кислотой, в результате которого установлено, что добавление гиалуроновой кислоты формирует энергетически выгодное и химически стабильное взаимодействие. Наиболее энергетически выгодным ( ∆E = 462,410 ккал/моль) и химически стабильным ( η = 0,091 эВ) является взаимодействие через карбоксильную группу, присоединённую к C6 остатка глюкуроновой кислоты. Синтез проводился путём смешивания растворов ацетата магния и гиалуроновой кислоты, добавления раствора карбоната аммония по каплям со скоростью 30 мл в минуту, перемешивания в течение 10 минут при 700-1000 об/мин. Далее полученные образцы центрифугировали в течение 5 минут при 3000 об/мин в пятикратной повторности и высушивали при 110°C в течение 8 часов. Порошки исследовали методами порошковой дифрактометрии, сканирующей электронной микроскопии и инфракрасной спектроскопии. В результате рентгенофазового анализа определён фазовый состав полученного образца: карбонат магния безводный, кристаллогидрат карбоната магния, минерал «Артинит». Сканирующая электронная микроскопия показала, что образец состоит из стержнеобразных частиц длиной от 5 до 10 мкм, состоящих из наночастиц диаметром от 20 до 100 нм. Анализ инфракрасных спектров наноразмерного карбоната магния, стабилизированного гиалуроновой кислотой, гиалуроновой кислоты и наноразмерного карбоната магния без использования стабилизатора показал, что в инфракрасном спектре наноразмерного карбоната магния, стабилизированного гиалуроновой кислотой в области от 1300 до 1400 см-1 наблюдаются деформационные плоскостные колебания O-H группы, что позволяет сделать вывод о формировании взаимодействия наноразмерного карбоната магния с гиалуроновой кислотой через гидроксильную группу.

Об авторах

Андрей Владимирович Блинов

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: blinov.a@mail.ru
к.т.н., доцент, доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Максим Александрович Пирогов

Северо-Кавказский федеральный университет

лаборант научно-исследовательской лаборатории керамики и технохимии научно-лабораторного комплекса «Чистые зоны» физико-технического факультета

Мария Анатольевна Ясная

Северо-Кавказский федеральный университет

к.х.н., доцент, доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Алина Салмановна Аскерова

Северо-Кавказский федеральный университет

студент 3 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

Ирина Михайловна Шевченко

Северо-Кавказский федеральный университет

к.т.н., доцент, доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов

Сергей Викторович Артюшин

Северо-Кавказский федеральный университет

студент 3 курса кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета

Список литературы

  1. Попков, А.В. Биосовместимые импланты в тавматологии и ортопедии (обзор литературы) / А.В. Попков // Гений ортопедии. - 2014. - №. 3. - С. 94-99.
  2. Cieza, A. Global estimates of the need for rehabilitation based on the Global Burden of Disease study 2019: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2019 / A. Cieza, K. Causey, K. Kamenov et al. // The Lancet. - 2020. - V. 396. - I. 10267. - P. 2006-2017. doi: 10.1016/S0140-6736(20)32340-0.
  3. Кирилова, И.А. Новые виды материалов для костной пластики в свете современных представлений о костных трансплантатах / И.А. Кирилова, Н.Г. Фомичев, В.Т. Подорожная, В. И. Трубников // Хирургия позвоночника. - 2007 - №. 2. - С. 66-70. doi: 10.14531/ss2007.2.66-70.
  4. Glasdam, S.-M. The importance of magnesium in the human body: a systematic literature review / S.-M. Glasdam, S. Glasdam, G.H. Peters // Advances in Clinical Chemistry; ed. by G.S. Makowski. - 2016. - V. 73. - Ch. 6. - P. 169-193. doi: 10.1016/bs.acc.2015.10.002.
  5. Марушко, Ю.В. Роль магния в организме человека и влияние сниженного содержания магния на качество жизни детей с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью / Ю.В. Марушко, А.О. Асонов, Т.В. Гищак // Современная педиатрия. - 2019. - №. 1. - С. 124-130. doi: 10.15574/SP.2019.97.124.
  6. Seo, J.W. Magnesium metabolism /j.W. Seo, T.J. Park // Electrolytes & Blood Pressure. - 2008. - V. 6. - I. 2. - P. 86-95. doi: 10.5049/EBP.2008.6.2.86.
  7. Гизингер, О.А. Роль магния в процессах жизнеобеспечения организма: диагностика дефицита магния и его дотация с использованием минеральных комплексов / О.А. Гизингер, В.А. Дадали // Терапевт. - 2021. - №. 8. - С. 32-36. doi: 10.33920/MED-12-2108-03.
  8. Zoroddu, M.A. The essential metals for humans: a brief overview / M.A. Zoroddu J. Aaseth, G. Crisponi et al. // Journal of Inorganic Biochemistry. - 2019. - V. 195. - P. 120-129. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2019.03.013.
  9. Bommala, V.K. Magnesium matrix composites for biomedical applications: A review / V.K. Bommala, M.G. Krishna, C.T. Rao // Journal of Magnesium and Alloys. - 2019. - V. 7. - I. 1. - P. 72-79. doi: 10.1016/j.jma.2018.11.001.
  10. Ångström, S.F. Mesoporous magnesium carbonate: Synthesis, characterization and biocompatibility / S.F. Ångström // Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology: Ph. D. Dissertation. - Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2016. - 75 p.
  11. Передерин, Ю.В. Основные технологии получения оксида магния из серпентинита / Ю.В. Передерин, И.О. Усольцева, Д.В. Краснощекова // Ползуновский вестник. - 2019. - №. 2. - С. 123-127. doi: 10.25712/ASTU.2072-8921.2019.02.024.
  12. Холявка, М.Г. Гиалуроновая кислота как стабилизирующий агент для ферментного препарата на основе бромелина / М.Г. Холявка, С.М. Панкова, В.Г. Артюхов // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. - 2020. - № 4. - С. 91-95.
  13. Савоськин, О. Характеристика различных методов получения гиалуроновой кислоты / О. Савоськин, Е. Семенова, Е. Рашевская и др. // Научное обозрение. Биологические науки. - 2017. - №. 2. - С. 125-135.
  14. Abatangelo, G. Hyaluronic acid: redefining its role / G. Abatangelo, V. Vindigni, G. Avruscio et al. // Cells. - 2020. - V. 9. - I. 7. - Art. № 1743. - 19 p. doi: 10.3390/cells9071743
  15. Papakonstantinou, E. Hyaluronic acid: A key molecule in skin aging / E. Papakonstantinou, M. Roth, G. Karakiulakis // Dermato-Endocrinology. - 2012. - V. 4. - I. 3. - P. 253-258. doi: 10.4161/derm.21923.
  16. Орехова, Л.Ю. Применение гиалуроновой кислоты в комплексном лечении заболеваний пародонта / Л.Ю. Орехова, Е.С. Лобода, Н.А. Яманидзе, А.Р. Галеева // Пародонтология. - 2018. - Т. 23. - № 3. - С. 25-30. doi: 10.25636/PMP.1.2018.3.4.
  17. IQmol Molecular Viewer. - Режим доступа: http://www.iqmol.org/. - 12.06.2024.
  18. Q-Chem 6.1 User's Manual. - Режим доступа: https://manual.q-chem.com/latest/. - 12.06.2024.
  19. Сулиз, К.В. Структурно-фазовые состояния наночастиц CoMoFeNiCu, полученных совместным электрическим взрывом проволочек / К.В. Сулиз, Н.Ю. Сдобняков, А.В. Первиков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 861-868. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.861.
  20. Blinova, A.A. Synthesis and characterization of calcium silicate nanoparticles stabilized with amino acids / A.A. Blinova, A.A. Karamirzoev, A.R. Guseynova et al. // Micromachines. - 2023. - V. 14. - I. 2. - Art. № 245. - 12 p. doi: 10.3390/mi14020245.
  21. Алемасова, Н.В. Оксид графита: особенности исследования материала физическими методами / Н.В. Алемасова, Д.И. Бугорская, В.В. Бурховецкий и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 8-16. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.008.
  22. Блинов, А.В. Компьютерное квантово-химическое моделирование взаимодействия наночастиц селена с четвертичными аммониевыми соединениями / А.В. Блинов, М.А. Пирогов, А.А. Гвозденко и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 357-366. - doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.357.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).