КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ: ПЕРСПЕКТИВЫ В ЛЕЧЕНИИ ТРОФИЧЕСКИХ ЯЗВ
https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-4(20)-68
Аннотация
Хронические раны представляют серьезную проблему для современной медицины. В особенности сейчас можно наблюдать тенденцию увеличения числа пациентов с диабетическими ранами стопы. Поэтому разработка перевязочных материалов с идеальными характеристиками является одной из ключевых задач в современной медицине. Целлюлоза представляет собой перспективный материал для разработки раневых покрытий благодаря своей биосовместимости, доступности и экологичности. В данной статье поставлена цель проведения обзора исследований по гидрогелям и пленкам на основе производных целлюлозы и ее композиций для покрытия ран, опубликованных в научной литературе за последние десятилетия. Особое внимание уделено материалам, содержащим бентонит, и его влиянию на механические, сорбционные и биомедицинские свойства перевязочных покрытий. Проведён анализ отечественных и зарубежных исследований, посвящённых композитным материалам на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и бентонита. Анализ, имеющихся на сегодняшний день исследований показывает, что введение бентонита в полимерные матрицы способствует увеличению механической прочности, влагопоглощающей способности и структурной стабильности покрытий. Включение глинистых частиц позволяет регулировать процесс высвобождения лекарственных веществ, повышая таким образом эффективность терапевтического воздействия. Исследования, проведенные Казахстанскими учеными, подтверждают перспективность использования местных бентонитовых глин в разработке перевязочных материалов. Развитие композитных гидрогелей и плёнок на основе производных целлюлозы и бентонита открывает новые возможности для создания эффективных биосовместимых раневых покрытий. Дальнейшие исследования должны быть направлены на оптимизацию их состава и структуры для повышения функциональных характеристик и терапевтической эффективности.
Ключевые слова
Об авторах
А. А. МынбаеваКазахстан
Аружан Аманкелдыкызы Мынбаева –магистранткафедры «Химии и технологии органических веществ, природных соединений и полимеров» 050040, Республика Казахстан, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
А. Аманжолқызы
Казахстан
Арайлым Аманжолкызы –магистр химии, научный сотрудник кафедры «Химии и технологии органических веществ, природных соединений и полимеров» 050040, Республика Казахстан, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
Ш. Н. Жумагалиева
Казахстан
Шынар Нурлановна Жумагалиева – доктор химических наук, профессор кафедры «Химии и технологии органических веществ, природных соединений и полимеров» 050040, Республика Казахстан, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
Ж. А. Абилов
Казахстан
Жарылкасын Абдуахитович Абилов – доктор химических наук, профессор кафедры «Химии и технологии органических веществ, природных соединений и полимеров» 050040, Республика Казахстан, г. Алматы, проспект аль-Фараби, 71
Список литературы
1. 3D Cell Printing of Perfusable Vascularized Human Skin Equivalent Composed of Epidermis, Dermis, and Hypodermis for Better Structural Recapitulation of Native Skin / B.S. Kim et al // Advanced Healthcare Materials. – 2019. – V. 8, Issue 7. https://doi.org/10.1002/adhm.201801019.
2. Advances in Skin Regeneration Using Tissue Engineering / K. Vig et al // International Journal of Molecular Sciences. – 2017. – V. 18, Issue 4. – Р. 789. https://doi.org/10.3390/ijms18040789.
3. The top 10 causes of death. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/the-top-10-causes-of-death.
4. Shengji ointment combined with bromelain promotes granulation of exposed tendons in diabetic foot ulcers: A multicenter, randomized, positive-controlled clinical trial / X. Sun et al // Heliyon. – 2024. – V. 10, Issue 22. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e39716.
5. Prevalence, risk level and risk factors of diabetic foot ulcer among adult individuals with diabetes in the Southeastern Anatolia Region of Turkiye / M. Kilic et al // Journal of Tissue Viability. – 2024. – V. 34, Issue 1. https://doi.org/10.1016/j.jtv.2024.12.003.
6. The Dysvascular Foot: A System for Diagnosis and Treatment / F.W. Wagner // Foot & Ankle. – 1981. – V.2, Issue 2. – P. 64-122. https://doi.org/10.1177/107110078100200202.
7. Hyperglycaemia-Linked Diabetic Foot Complications and Their Management Using Conventional and Alternative Therapies / P. Ansari et al // Applied Sciences. – 2022. – V. 12, Issue 22. https://doi.org/10.3390/app122211777.
8. Management of diabetic foot ulcers / K. Alexiadou et al // Diabetes therapy: research, treatment and education of diabetes and related disorders. – 2012. – V. 3, Issue 1. – P. 4. https://doi.org/10.1007/s13300-012-0004-9.
9. Application of a collagen matrix dressing on a neuropathic diabetic foot ulcer: a randomized control trial / G.E. Djavid et al // Journal of wound care. – 2020. – V. 29, Issue 3. – P. 13-18. https://doi.org/10.12968/jowc.2020.29.sup3.s13.
10. Wound Healing: From Passive to Smart Dressings / M. Farahani et al // Advanced healthcare materials. – 2021. – V. 10, Issue 16. https://doi.org/10.1002/adhm.202100477.
11. Interactive dressings and topical agents / R.J. Morin et al // Clinics in plastic surgery. –2007. – V. 34, Issue 4. – P. 643-658. https://doi.org/10.1016/j.cps.2007.07.004.
12. Design and evaluation of new wound dressings based on collagen-cellulose derivatives / E-E. Tudoroiu // Materials & Design. – 2023. – V. 236. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112469.
13. Cellulose ionogels: Recent advancement in material, design, performance and applications / Q. Chen et al // Resources Chemicals and Materials. – 2024. https://doi.org/10.1016/j.recm.2024.12.001.
14. Cellulose: fascinating biopolymer and sustainable raw material / D. Klemm et al // Angewandte Chemie International Edition. – 2005. – V. 44, Issue 22. – P. 3358-3393. https://doi.org/10.1002/anie.200460587.
15. Cellulose-Based Gels / H. Kang et al // Macromolecular Chemistry and Physics. – 2016. – V. 217. – P. 1322-1334. http://doi.org/10.1002/macp.201500493.
16. An Overview of Cellulose Derivatives-Based Dressings for Wound-Healing Management / E.E. Tudoroiu et al // Pharmaceuticals. – 2021. – V. 14, Issue 12. – P. 1215. https://doi.org/10.3390/ph14121215.
17. Thermoresponsive keratin-methylcellulose self-healing injectable hydrogel accelerating fullthickness wound healing by – promoting rapid epithelialization / K. Dixit et al // International Journal of Biological Macromolecules. – 2024. – V. 263, Issue 1. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.130073.
18. Fabrication of honey-loaded ethylcellulose/gum tragacanth nanofibers as an effective antibacterial wound dressing / M. Ghorbani // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2021. – V. 621. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.126615.
19. Porous antimicrobial crosslinked film of hydroxypropyl methylcellulose/carboxymethyl starch incorporating gallic acid for wound dressing application / V. Pitpisutkul et al // International Journal of Biological Macromolecules. – 2024. – V. 256, Issue 1. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128231.
20. Asymmetric chitosan-derivative/carboxymethylcellulose layer-by-layer film combining antimicrobial and vascular regeneration for the repair of infected wounds / F. Yang et al // International Journal of Biological Macromolecules. – 2024. – V. 269, Issue 2. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.132031.
21. Medicated tri-layer fibers based on cellulose acetate and polyvinylpyrrolidone for enhanced antibacterial and wound healing properties / M. Wang et al // Carbohydrate Polymers. – 2025. – V. 348 https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122856.
22. Nanoparticles loaded triple-layered cellulose-acetate based multifunctional dressing for wound healing / S.S. Dugam et al // International Journal of Biological Macromolecules. – 2024. – V. 276. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.133837.
23. Arabinoxylan-Carboxymethylcellulose Composite Films for Antibiotic Delivery to Infected Wounds / N.K. Alruwaili et al // Polymers. – 2022. – V. 14, Issue 9. – P. 1769. https://doi.org/10.3390/polym14091769.
24. WoundRes Collagen Hydrogel. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.coloplast.us/woundres-collagen-hydrogel-1-en-us.aspx.
25. Health Care Professionals. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.smithnephew.com/en/health-care-professionals.
26. ConvaTec. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.convatec.co.uk/.
27. Chitosan/carboxymethyl cellulose wound dressings supplemented with biologically synthesized silver nanoparticles from the ligninolytic fungus Anamorphous Bjerkandera sp. R1 / Echavarría J. Osorio et al // Heliyon. – 2022. – V. 8, Issue 9. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2022.e10258.
28. Superabsorbent crosslinked carboxymethyl cellulose-PEG hydrogels for potential wound dressing applications / N.S.V. Capanema et al // International Journal of Biological Macromolecules. – 2018. – V. 106. – P. 1218–1234. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.08.124.
29. Characterization and Evaluation of Carboxymethyl Cellulose-Based Films for Healing of FullThickness Wounds in Normal and Diabetic Rats / P. Basu // ACS omega. – 2018. – V. 3, Issue 10. – P. 12622–12632. https://doi.org/10.1021/acsomega.8b02015.
30. Fabrication, characterization and drug loading efficiency of citric acid crosslinked NaCMCHPMC hydrogel films for wound healing drug delivery applications / K. Dharmalingam et al // International Journal of Biological Macromolecules. – 2019. – V. 134. – P. 815-829. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.05.027.
31. Quaternized chitosan/polyvinyl alcohol/sodium carboxymethylcellulose blend film for potential wound dressing application / D. Hu et al // Wound Medicine. – 2017. – V. 16. – P. 15-21. https://doi.org/10.1016/j.wndm.2016.12.003.
32. Wound healing evaluation of sodium fucidate-loaded polyvinylalcohol/sodium carboxymethylcellulose-based wound dressing / J.H. Lee et al // Archives of pharmacal research. – 2010. – V. 33, Issue 7. – P. 1083–1089. https://doi.org/10.1007/s12272-010-0715-2.
33. Formulation of Novel Layered Sodium Carboxymethylcellulose Film Wound Dressings with Ibuprofen for Alleviating Wound Pain / L. Vinklárková et al // BioMed research international. –2015. https://doi.org/10.1155/2015/892671.
34. Nanomaterial strategies in wound healing: A comprehensive review of nanoparticles, nanofibers and nanosheets / M. Afshar et al // International Wound Gournal. – 2024. – V. 21, Issue 7. https://doi.org/10.1111/iwj.14953.
35. Bioengineered Water-Responsive Carboxymethyl Cellulose/Poly(vinyl alcohol) Hydrogel Hybrids for Wound Dressing and Skin Tissue Engineering Applications / N.S.V. Capanema et al // Gels – 2023. – V. 9, Issue 2. – P. 166. https://doi.org/10.3390/gels9020166.
36. Collagen-Carboxymethylcellulose Biocomposite Wound-Dressings with Antimicrobial Activity / I.A. Neacsu et al // Materials. – 2021. – V. 14. – P. 1153. https://doi.org/10.3390/ma14051153.
37. Graphene Oxide Carboxymethylcellulose Nanocomposite for Dressing Materials / M.L. Saladino et al // Materials. – 2020. – V. 13. – P. 1980. https://doi.org/10.3390/ma13081980.
38. PVA–clay nanocomposite hydrogels for wound dressing / M. Kokabi et al // European Polymer Journal. – 2007. – V. 43, Issue 3. – P. 773-781. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2006.11.030.
39. A review of carboxymethyl cellulose composite-based hydrogels in drug delivery applications. Y. Gupta et al // Results in Chemistry. – 2024. – V. 10. https://doi.org/10.1016/j.rechem.2024.101695.
40. Biodegradable Cellulose-based Hydrogels: Design and Applications / A. Sannino et al // Materials. – 2009. – V. 2. – P. 353-373. https://doi.org/10.3390/ma2020353.
41. The Use of Some Clay Minerals as Natural Resources for Drug Carrier Applications / M. Massaro et al // Journal of Functional Biomaterials. – 2018. – V. 9, Issue 4. – P. 58. https://doi.org/10.3390/jfb9040058.
42. Возможности использования бентонитовых глин в медицине / Н.Т. Гылымхан и др. // Доклады Национальной академии Республики Казахстан. – 2016. – № 4. – С. 24-33.
43. Application of montmorillonite in bentonite as a pharmaceutical excipient in drug delivery systems / J. Park et al // Journal of Pharmaceutical Investigation. – 2016. – V. 46, Issue 4. – P. 363-375. https://doi.org/10.1007/s40005-016-0258-8.
44. Лечебные свойства бентонита / Ф.Ш. Назарова и др. // Достижения науки и образования. – 2020. – № 5. – С. 59.
45. Cтруктура и биологическая активность композитов гидроксиэтилцеллюлозы/бентонит / Е.В. Гарасько и др. // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 11-1. – С. 20-25.
46. Preparation and characterization of chitosan-bentonite nanocomposite films for wound healing application / N. Devi et al // International Journal of Biological Macromolecules. – 2017. – V. 104. – 1897-1904. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.02.080.
47. Глинистые композиции натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в качестве носителя рихлокаина / Ш.Н. Жумагалиева // Известия НАН РК. Серия химическая. – 2008. –№ 5. – С. 63-66.
48. Exploring the cellular uptake of hectorite clay mineral and its drug carrier capabilities / M. Notarbartolo // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2022. – V. 220. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2022.112931.
49. Functionalizing graphene with clay nanosheets as a protein carrier / Q. Wang et al // Colloid and Interface Science Communications. – 2022. – V. 48. https://doi.org/10.1016/j.colcom.2022.100618.
50. Clay/au nanoparticle composites as acetylcholinesterase carriers and modified-electrode materials: A comparative study / A. Phongphut et al // Applied Clay Science. – 2020. – V. 194. https://doi.org/10.1016/j.clay.2020.105704.
51. Clay/chitosan biocomposite systems as novel green carriers for covalent immobilization of food enzymes / I. Cacciotti et al // Journal of Materials Research and Technology. – 2019. – V. 8, Issue 4. – P. 3644-3652. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.06.002.
52. Preparation and characterization of dicarboxylic acid modified starch-clay composites as carriers for pesticide delivery / Sh. Jain et al // Arabian Journal of Chemistry. – 2020. – V. 13, Issue 11. – P. 7990-8002. http://dx.doi.org/10.1016/j.arabjc.2020.09.028.
53. Evaluation of clay-ionene nanocomposite carriers for controlled drug delivery: Synthesis, in vitro drug release, and kinetics / H. El-Hamshary et al // Materials Chemistry and Physics. – 2019. – V. 225. – P. 122-132. https://doi.org/10.3390/molecules28155895.
54. Complex of chitosan pectin and clay as diclofenac carrier / D. Cheikh et al // Applied Clay Science. – 2019. – V. 172. – P. 155-164. http://dx.doi.org/10.1016/j.clay.2019.03.004.
Рецензия
Для цитирования:
Мынбаева А.А., Аманжолқызы А., Жумагалиева Ш.Н., Абилов Ж.А. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ: ПЕРСПЕКТИВЫ В ЛЕЧЕНИИ ТРОФИЧЕСКИХ ЯЗВ. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2025;1(4(20)):573-587. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-4(20)-68
For citation:
Myngbayeva A.A., Amanzholkyzy A., Zhumagalieva Sh.N., Abilov Zh.A. COMPOSITE MATERIALS BASED ON CELLULOSE DERIVATIVES: PROSPECTS IN THE TREATMENT OF TROPHIC ULCERS. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2025;1(4(20)):573-587. (In Russ.) https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-4(20)-68
JATS XML















