СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КРИОГЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ГЕЛЛАНА

Криогель – это разновидность криогенного полимерного материала, который состоит из трехмерных гибких полимерных структур, полученных методом замораживания-оттаивания. В данной работе методом ионотропного гелеобразования в присутствии NaCl и CaCl₂ получены криогели на основе природного полимера геллана. Исследованы свойства полученных криогелей – морфологические характеристики, кинетика набухания, механические свойства и структура гелей.

Показатели сканирующей электронной микроскопии демонстрируют пористую матрицу, с системой сообщающихся пор. Наблюдается увеличение количества пор с ростом концентрации геллана. Определены средние диаметры пор криогелей. Рассчитана степень набухания криогелевых образцов.  Более высокие значения степени набухания 18,2 и 19,4 г/г наблюдаются у криогелей, полученных при более высокой концентрации геллана –2 %. Результаты исследования механической прочности криогелей показывают увеличение Модуля Юнга с ростом концентрации геллана, а также отсутствие разрушения даже при достижении 99% степени сжатия образцов. Механические свойства криогелей являются одним из преимуществ данного типа материалов, так как они обладают свойством многократно и обратимо испытывать внешнее механическое воздействие. Химическая структура синтезированных криогелей на основе геллана доказана методом ИК-Фурье спектроскопии. В ИК-спектрах криогелевых образцов обнаружены характеристические пики деформационных и валентных колебаний функциональных групп, которые входят в состав геллана.

1. Ertürk G., Mattiasson B. Cryogels-versatile tools in bioseparation. – J. Chromatography A 1357, 2014. – 24-35.

2. Okay O., Lozinsky V.I. Synthesis and Structure-Property Relationships of Cryogels – Advances in Polymer Science 263. – 2014. – 103-153.

3. Plieva F.M., Oknianska A., Degerman E., Galaev I.Y., Mattiasson B. Novel supermacroporous dextran gels. – J. Biomater. Sci., Polym. Ed. 17. – 2006. – 1075-1092.

4. Arvidsson P., Plieva F.M., Lozinsky V.I., Galaev I.Y., Mattiasson B. Direct chromatographic capture of enzyme from crude homogenate using immobilized metal affinity chromatography on a continuous supermacroporous adsorbent. / J. Chromatography A 986. – 2003. – 275.

5. Lozinsky V.I., Vainerman E.S., Korotaeva G.F., Rogozhin S.V., Study of cryostructurization of polymer systems – III. Cryostructurization in organic media / Colloid Polym.Sci. 262. – 1984. – 617622.

6. Lozinsky V.I., Vainerman E.S., Ivanova S.A., Titova E.F., Shtil’man M.I., Belavtseva E.M., Rogozhin S.V., Study of cryostructurization of polymer systems. / VI. The influence of the process temperature on the dynamics of formation and structure of cross-linked polyacrylamide cryogels, ActaPolym. 37, 1986. – 142-146.

7. Tanaka Sh. and Nishinari K. Unassociated Molecular Chains in Physically Crosslinked Gellan Gels. / Polymer Journal. – Vol. 39. – 2007. – 397-403.

8. Muthukumar Th, Song J. E. and Khang G. Biological Role of Gellan Gum in Improving Scaffold Drug Delivery, Cell Adhesion Properties for Tissue Engineering Applications / Molecules, 4514, 2019. – 1-22.

9. de Souza F.S., de Mello Ferreira I.L., da Silva Costa M.A., de Lima A.L.F., da Costa M.P.M. Evaluation of different methods to prepare superabsorbent hydrogels based on deacetylated gellan / Carbohydrate Polymers 148. – 2016. – 309-317.

10. Kudaibergenov S.E., Tatykhanova G.S., Klivenko A.N. Complexation of macroporous amphoteric cryogels based on N,N-dimethylaminoethyl methacrylate and methacrylic acid with dyes, surfactant, and protein / Journal of applied polymer science. ‒ Vol. 133. – № 3. – 2016. – 19.

11. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы / М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии. – 2012. – 55.