БИОҮЙЛЕСІМДІ КРИОГЕЛЬДЕР СИНТЕЗІ ЖӘНЕ ҚОЛДАНЫЛУ АЙМАҒЫ

Биоүйлесімді криогельдер функционалды материалдарды алу үшін өте перспективтілігі жоғары заттар болып табылады. Макрокеуекті құрылым криогельдерді медицина, катализ және биотехнологияның кейбір салаларында маңызды материалдар ретінде қолдану аясы зор болып келеді. Бұл шолуда авторлар биополимерлерге негізделген криогельдерді, биополимерлердің интерполиэлектролиттік комплекстерін және олардың негізінде композиттік криогельдерді алу әдістеріне назар аударды. Алдымен криогельдердің қасиеттері және биополимерлерге негізделген криогельдерді алу әдістері туралы қысқаша теориялық ақпарат қарастырылады. Шолудың екінші бөлімінде биополимер комплекстері мен композиттік криогельдер негізінде криогель өндірісіндегі соңғы жетістіктер жинақталған. Криогель синтезінің ерекшеліктері және криогель материалдарының қажетті соңғы қасиеттеріне әсер ететін факторлар қарастырылады. Шолудың үшінші бөлігінде биоүйлесімді криогельдерді қолдану биотехнология, катализ және медицинада қарастырылатын типтегі, мұнай және газ кен орындарында криогельдерді қолдану салалары зерттелген. Биотехнологияда криогель материалдары молекулалар мен биологиялық жасушаларды иммобилизациялау үшін, жасушалардың өсуіне негізі ретінде және жасушаларды бөлуге арналған хроматографиялық материалдар ретінде қолданылады. Катализде криогель материалдары металл нанобөлшектері мен ферменттерді иммобилизациялау үшін матрица ретінде қолданылады. Биоүйлесімді криогельдер мен олардың негізіндегі композиттер сүйек пен шеміршек тінін қалпына келтіру үшін, сондай - ақ ағзадағы дәрілік заттардың босауын қамтамасыз ете отырып, дәрілік заттарды дұрыс тасымалдау үшін медицинада кеңінен қолданылады. Мұнай және газ кен орындарында гидробарьерлік экрандарды жасау үшін арматуралық қабат ретінде реттелетін гидрофобты қасиеттері бар криотропты полимерлі композицияларды пайдалану перспективалы болып табылады.

1. Okay O. Production of Macroporous Polymeric Materials by Phase Separation Polymerization // Macroporous Polymers:Production Properties and Bitechnological / Biomedical Applications. Mattiasson B. et al. ‒ BocaRaton: CRCPress, 2010. ‒ P. 1-22.

2. Филиппова О. «Умные» полимерные гидрогели / Природа. ‒ 2005. ‒ N 8. ‒ C. 11-17.

3. Лозинский В.И. Криогели на основе природных и синтетических полимеров: получение, свойства и области применения / Успехи химии. ‒ 2002. ‒ N 71(6). ‒ C. 559-585.

4. Nikanorov V.V. Synthesis and characteristics of cryogels of chitosan crosslinked by glutaric aldehyde / V.V. Nikanorov,R.V. Ivanov, N.R. Kil’deeva, L.N. Bulatnikova, V.I. Lozinsky / Polymer Science. Series А. – 2010. – Vol. 52(8). – P. 828-834. (DOI: 10.1134/s0965545x10080092).

5. Alkan H. Antibody purification with protein A attached supermacroporous poly(hydroxyethyl methacrylate) cryogel / H. Alkan, N. Bereli, Z. Baysal, A. Denizli // Biochemical engineering journal. – 2009. – Vol. 45(3). – P. 201-208. https://doi.org/10.1016/j.bej.2009.03.013.

6. Krajnc N. Monolithic macroporous polymers as chromatographic matrices / N. Krajnc, F. Smrekar, V. Frankovic, A. Trancar, A. Podgornik // Macroporous polymers: production properties and bitechnological/biomedical applications / Mattiasson B. et al. ‒ Boca Raton: CRC Press. 2010. – P. 291-334. (DOI: 10.1201/9781420084627-c12).

7. Dainiak M. Cryogels as matrices for cell separation and cell cultivation / M. Dainiak, A. Kumar, I. Galaev, B. Mattiasson // Macroporous polymers: production properties and bitechnological/biomedical applications / Mattiasson B. et al. – Boca Raton: CRC Press, 2010. – P. 363-404. (DOI: 10.1201/9781420084627-c14).

8. Akilbekova D. Biocompatible scaffolds based on natural polymers for regenerative medicine / D. Akilbekova, M. Shaimerdenova, S. Adilov, D. Berillo // International Journal of Biological Macromolecules. – 2018. – Vol. 114. – P. 324-333. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.03.116

9. Wu S.Q. Cryogel biocomposite containing chitosan-gelatin/cerium-zinc doped hydroxyapatite for bone tissue engineering / S.Q. Wu, S.Z. Ma, C. Zhang, G.Q. Cao, D.J. Wu, C.Z. Gao, S. Lakshmanan // Saudi Journal of Biological Sciences. – 2020. – Vol. 27(10). – P. 2638-2644. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2020.05.045.

10. Offeddu G.S. Cartilage-like electrostatic stiffening of responsive cryogel scaffolds / G.S. Offeddu, I. Mela, P. Jeggle,R.M. Henderson, S.K. Smoukov, M.L. Oyen // Scientific Reports. – 2017. – Vol. 7. – P. 1-10. https://doi.org/10.1038/srep42948.

11. Kuo C.-Y. Incorporation of chitosan in biomimetic gelatin/chondroitin-6-sulfate/hyaluronan cryogel for cartilage tissue engineering / C.-Y. Kuo, C.-H. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-P. Chen // Carbohydrate Polymers. – 2015. – Vol. 117. – P. 722-730.

12. Brovko O.S. Gels of sodium alginate-chitosan interpolyelectrolyte omplexes / O.S. Brovko, I.A. Palamarchuk, N.A. Val’chuk, D.G. Chukhchin, K.G. Bogolitsyn, T.A. Boitsova // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2017. – Vol. 91(8). – P. 1580-1585. https://doi.org/10.1134/S0036024417160014.

13. Shalumon K.T. Rational design of gelatin/nanohydroxyapatite cryogel scaffolds for bone regeneration by introducing chemical and physical cues to enhance osteogenesis of bone marrow mesenchymal stem cells / K.T. Shalumon, H.T. Liao, C.Y. Kuo, C.B. Wong,C.J. Li, P.A. Mini, J.P. Chen // Materials Science & Engineering C-Materials for Biological Applications. – 2019. – ol. 104. – P. 1-19. https://doi.org/10.1016/j.msec.2019.109855.

14. Klivenko A.N., Mussabayeva B.Kh., Gaisina B.S., Sabitova N. Biocompatiblecryogels: preparation and application // Bulletin of the University of Karaganda – Chemistry. – 2021. № 3(103). – Р. 4-20. (DOI:org/10.31489/2021Ch3/4-20).

15. Лозинский В.И. Криотропное гелеобразование растворов поливиниловогоспирта / В.И. Лозинский // Успехи химии. – 1998. – Т. 67, № 7. – С. 641-655.

16. Алтунина Л.В., Никулин Е.В., Бурков П.В., Фуфаева, М.С. Бурков В.П. Применение криогелей при сооружении объектов нефтегазового сектора / Neftegaz.RU. – 2021. – № 12. – С.80-92.

17. S. Bhat, A. Iripathi, A. Kumar. Supermacroprous cliitosan agarose genipin cryogels: In vitro characterization and in vivo assessment lor cartilage tissue engineering / J. R. Soc. Interface. – 2011. – Vol. 8. – No. 57. – P. 540-554.

18. V.M. Gun'ko, I.N. Savina, S.V. Mikhalovsky. Cryogels: morphological, structural and adsorption characterisation / Adv. Coll. Interface Sci. – 2013. – Vol. 187-188. – No. 1. – P. 1-46.

19. M.S. Kuyukina, B. Ivshina, M.K. Serebrennikova, A.B. Krivorutchko, E.A. Podorozhko, R.V. Ivanov, V.I. Lozinsky. Petroleum-contaminated water treatment in a fluidized-bed bioreactor with immobilized Rhodococcus cells / Int. Biodeterior.Biodegradation. – 2009 – Vol. 63. – No. 4. – P. 427-432.

20. L. Onnby, C. Svensson, L. Mbundi, R. Busquets, A. Cundy, H. Kirsebom y-Al2O3-based nanocomposite adsorbents for arsenic (V) removal: Assessing performance, toxicity and particle leakage / Sci. Total Environ. – 2013. – Vol. 473. – No. 1. – P. 207-214.

21. A. Gupta, J. Sarkar, A. Kumar. High throughput analysis and capture of benzo [a]-pyrene using supermacroporous poly (4-vinyl pyridine- co-divinyl benzene) cryogel matrix / J. Chromatogr. A. – 2013. – Vol. 1278. – No. 1. – P. 16-21.

22. L. Onnby, C. Giorgi, F.M. Plieva, B. Mattiasson Removal of heavy metals from water effluents using supermacroporous metal chelating cryogels / Biotechnol. Prog. – 2010. – Vol. 26. – No. 5. – P. 1295-1302.

23. Henderson, T. M. A. Cryogels for biomedical applications / T. M. A. Henderson, K. Ladewig, D. N. Haylock, K. M. McLean, A. J. O'Connor // J. Mater. Chem. B. – 2013. – № 1. – Р. 26822695. (DOI:10.1039/c3tb20280a).

24. 24. Лозинский В.И. Криогели на основе природных и синтетических полимеров: получение, свойства и области применения / В.И. Лозинский // Успехи химии. – 2002. – № 71. – С. 559-571.

25. Verma, А. Polyelectrolyte complex- an overview / A.Verma, A. Verma //International Journal of Pharmaceutical Sciences and Research. – 2013. – Vol. 4(5). – Р. 1684-1691.