CC BY
5Вестник Томского государственного университета. Химия. 2024. № 34. С. 6-18
Tomsk State University Journal of Chemistry, 2024, 34, 6-18
Научная статья
УДК 615.4, 544.773.432
doi: 10.17223/24135542/34/1
Получение рН-чувствительных систем альгинат натрия / поливиниловый спирт и хитозан / поливиниловый спирт для доставки лекарственных средств
Дарья Николаевна Лыткина1, Алесей Андреевич Красников2, Аружан Болатбеккызы Сапарали3, Полина Игоревна Пастух4, Ирина Александровна Курзина5
12,3,4 5 jomckuü государственный университет, Томск, Россия 1 darya-lytkina@yandex. ru 2 alexey.krasnickov@gmail. com 3 spacea725@gmail. com 4 polya.pastukh@yandex. ru 5 kurzina99@mail. ru
Аннотация. Рассмотрены получение и свойства полимерных гелей поливиниловый спирт / альгинат натрия и поливиниловый спирт / хитозан как рН-чувстви-тельных систем доставки лекарственных средств. Отсутствие новых химических связей определяли методом ИК-спектроскопии. Методом СЭМ установлено, что полимеры гомогенизируются неполностью, несмотря на длительный процесс смешивания. Для полученных полимерных систем определено, с какой скоростью они способны высвобождать модельное лекарственное вещество из своей структуры.
Ключевые слова: альгинат натрия, хитозан, поливиниловый спирт, гидрогели, система доставки лекарственных средств
Благодарности: Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России, проект № FSWM-2020-0037.
Для цитирования: Лыткина Д.Н., Красников А.А., Сапарали А.Б., Пастух П.И., Курзина И.А. Получение рН-чувствительных систем альгинат натрия / поливиниловый спирт и хитозан / поливиниловый спирт для доставки лекарственных средств // Вестник Томского государственного университета. Химия. 2024. № 34. С. 6-18. doi: 10.17223/24135542/34/1
Original article
doi: 10.17223/24135542/34/1
Production of pH-Sensitive Sodium Alginate / Polyvinyl Alcohol and Chitosan / Polyvinyl Alcohol Systems for Drug Delivery
Darya N. Lytkina1, Alesey A. Krasnikov 2, Aruzhan B. Saparali3, Polina I. Pastukh4, Irina A. Kurzina5
122,3 4 5 Tomsk State University, Tomsk, Russia 1 darya-lytkina@yandex. ru 2 alexey.krasnickov@gmail. com
© Д.Н. Лыткина, А.А. Красников, А.Б. Сапарали и др., 2024
3 spacea725@gmail. com 4 polya.pastukh@yandex. ru 5 kurzina99@mail. ru
Abstract. The present study considers the production and study of the properties of polymer gels of polyvinyl alcohol - sodium alginate and polyvinyl alcohol - chitosan as pH-sensitive systems for drug delivery. The absence of new chemical bonds was determined by IR spectroscopy. It has been established by SEM that the polymers are not completely homogenized, despite the long mixing process. For the obtained polymer systems, it was determined at what rate they are able to release the sacrificial substance from their structure.
Keywords: sodium alginate, chitosan, polyvinyl alcohol, hydrogels, drug delivery system
Acknowledgments: This study was supported by the Ministry of Education and Science of Russia, project No. № FSWM-2020-0037.
For citation: Lytkina, D.N., Krasnikov, А.А., Saparali, A.B., Pastukh, P.I., Kurzina, IA. Production of pH-Sensitive Sodium Alginate / Polyvinyl Alcohol and Chitosan / Polyvinyl Alcohol Systems for Drug Delivery. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Chimia - Tomsk State University Journal of Chemistry, 2024, 34, 6-18. doi: 10.17223/24135542/34/1
Введение
Контролируемое высвобождение лекарства зависит от различных параметров, таких как его физико-химические характеристики, свойства биохимического материала, ткани-мишени и пути введения [1, 2]. Полимерные системы имеют большой потенциал для доставки лекарств. Идеальная система доставки лекарств должна быть способна высвобождать лекарство в определенной области ткани. Чувствительность к набуханию pH-чувстви-тельных систем доставки лекарств связана с наличием функциональных групп и регулируется несколькими факторами, такими как ионный заряд, pKa, групповая ионизация и pH окружающей систему среды. Катионные полимеры, такие как хитозан, набухают в кислой среде из-за протонирования аминогрупп. При низком pH протонированные аминогруппы вызывают отталкивание и ответственны за набухание. Например, микроокружение опухолевой ткани имеет низкий pH из-за анаэробного метаболизма [3].
Гидрогели способны набухать в воде и образовывать нерастворимую трехмерную пространственную структуру, находящуюся в равновесии с водой [4]. Синтетические гидрогели как материалы, предназначенные для использования в медицине, имеют оптимальные механические свойства, тогда как некоторые природные гидрогели обладают рядом уникальных свойств: например, хитозан (ХТ) проявляет антибактериальную активность. Из этого следует, что смешение синтетических и природных полимеров для получения новых гидрогелевых материалов может служить решением проблемы, заключающейся в том, что многие гидрогелевые биоматериалы не обладают желаемыми функциональными свойствами.
Поливиниловый спирт (ПВС) - водорастворимый синтетический полимер - образует стабильный кристаллизующийся гидрогель методом замораживания-оттаивания [5]. Гидрогель ПВС обладает высокой механической
прочностью, биосовместимостью, имеет вязкоупругую природу, нетоксичен и недорог. В настоящее время гидрогели ПВС используются в биомедицине как перевязочные материалы при ранах, как системы контролируемого высвобождения лекарств [6], а также в тканевой инженерии как материалы для создания искусственных органов, например хрящей [7, 8].
Альгинат натрия (АЛт) представляет собой линейный полисахарид, состоящий из остатков 1,4-связанной P-D-маннуроновой кислоты и a-L-гулу-роновой кислоты в различных соотношениях в зависимости от его водорослевого или бактериального происхождения [9]. Альгинат натрия растворим в водном растворе и образует устойчивые гели при комнатной температуре в присутствии некоторых двухвалентных катионов (например, Ba2+, Ca2+), которые могут образовывать комплексы с карбоксильными группами остатков a-L-гулуроновой кислоты в тетрадентатной структуре, а затем формировать модели egg-box [10]. Альгинат натрия, сшитый ионами кальция, обладает превосходными свойствами и широко используется в биомедицине в качестве каркасного материала для тканевой инженерии благодаря структурному сходству с природным внеклеточным матриксом. Альгинат натрия может контролировать адгезию клеток, рост и образование новой ткани в трехмерной структуре при имплантации как животным, так и человеку в сочетании с различными клетками. Кроме того, гидрогель альгината натрия полезен для заживления ран, поэтому его применяют в качестве кровоостанавливающей повязки. Сообщается, что альгинат натрия нетоксичен и биоразлагаем при пероральном применении, его гидрогель сжимается при pH 1,2 (среда желудка) и набухает при pH 7,4 (среда кишечника), что подходит для доставки лекарств в кишечник [11].
Хитозан - полифункциональный биополимер, в его цепях присутствуют реакционноспособные группы -NH2, -OH, -NHCOXT3. Хитозан растворим в водных кислых средах. Протонирование группы NH2 в положении С2 повторяющейся единицы D-глюкозамина приводит к тому, что полисахарид превращается в полиэлектролит в кислой среде. Хитозан - единственный псевдоприродный катионный полимер [12-14]. Являясь поликатионом, он способен образовывать полиэлектролитные комплексы с анионными полиэлектролитами (альгинатом, декстрансульфатом и др.) [14-16]. Кроме того, известно, что хитозан образует полимолекулярные комплексы с белковыми макромолекулами, в частности с инсулином, сывороточными белками [17] и дезоксирибоном [18]. Некоторые из них из-за ограниченной растворимости, неустойчивости всех видов химической и механической модификации позволяют создавать гибридные материалы с новыми аналогами, что расширяет спектр использования хитозана, особенно в биомедицинской сфере [18-20]. Использование хитозана и эгозана перспективно в областях, занимающихся костными и хрящевыми тканями, для лечения остеоартрита [20]. Хитозан способствует дифференциации клеток и питанию естественного внутриклеточный матрикса костной ткани, помогает регенерации костной ткани.
Преимущество полимерных систем в том, что в их состав входят синтетические и природные полимеры, образуют новые гидрогелевые материалы
с эффективной инкапсуляцией и пролонгированным регуляторным высвобождением лекарств. Цель работы - получение pH-чувствительных систем доставки лекарств, определение наиболее подходящих концентраций и соотношений компонентов.
Материалы и методы
Для получения композиционных материалов использовались химически чистые реагенты: поливиниловый спирт (Sigma AldriXT ММ=120 000), альги-нат натрия, хитозан, хлорид кальция, раствор бриллиантового зеленого в качестве модельного вещества для оценки скорости высвобождения. Для исследования высвобождения лекарственных средств использовали буферные растворы: фосфатный буфер с pH 7,4 и буферный раствор с pH 1,2, который готовили из растворов соляной кислоты, гидроксида натрия и цитрата натрия.
Для исследования смеси гидрогелей и полимерных пластинок, инкапсулированных модельным лекарственным средством, использовали следующее оборудование и приборы: ИК-Фурье-спектрометр Agilent Cary 630 для получения ИК-спектров, УФ-спектрофотометр СФ-2000 для оценки выходных концентраций модельного вещества, сканирующий электронный микроскоп HitaXTi TM3000 для оценки морфологии поверхности использовали.
Композиционные материалы состава ПВС/АЛт получали в несколько стадий: растворы поливинилового спирта 3 мас. %. и альгината натрия 3 мас. % смешивали в соотношениях, указанных в табл. 1. Далее смеси подвергали двум последовательным сериям замораживания по 12 ч (при -20°С) и оттаивания по 6 ч (периодически). После этого полученные гидрогели помещали на 24 ч в раствор хлорида кальция 3 мас. %. Полученные образцы сушили при температуре 60°С в течение 24 ч до постоянного веса.
Таблица 1
Соотношение компонентов в материалах ПВА/АлН и ПВА/ХТ
Массовая доля Массовая доля Массовая доля
Образец 3%-ного раствора ПВС в материале, % 3%-ного раствора АлН в материале ПВС/АлН, % 3%-ного раствора Хит в материале ПВС/ХТ, %
ПВС/АЛт (80/20) 80 20 -
ПВС/АЛт (60/40) 60 40 -
ПВС/АЛт (40/60) 40 60 -
ПВС/АЛт (20/80) 20 80 -
ПВС/ХТ (80/20) 80 - 20
ПВС/ХТ (60/40) 60 - 40
ПВС/ХТ (40/60) 40 - 60
ПВС/ХТ (20/80) 20 - 80
Композиционные материалы состава ПВС/Хт получали смешением растворов поливинилового спирта 3 мас. % и хитозана 3 мас. % (растворено в 1%-ном растворе уксусной кислоты), соотношения приведены в табл. 1, затем смесь подвергалась двум последовательным замораживаниям по 12 ч
при -20°С) и размораживанию по 6 ч при комнатной температуре. Образцы сушили при температуре 60°С в течение 24 ч до постоянного веса.
Модельное вещество скорости высвобождения (зеленый бриллиант) добавляли в матрицы на этапе смешивания растворов полимеров. Исходная концентрация бриллиантового зеленого во всех образцах составляла 0,5 г (раствор 1 мас. %) на 100 г полимерной смеси.
Результаты и их обсуждение
Материалы на основе ПВА/АлН
Спектры ПВС/АлН (рис. 1) характеризуются максимумами валентных колебаний карбонильной группы (—С=О) с волновым числом ~ 1 600 см1, относящейся к АлН. В спектрах всех образцов наблюдаются валентные колебания группы (—С(=О)—О и —С—О—) с волновыми числами 1 456, 1 186, 1 093, 1 045 см1. Имеются деформационные колебания функциональной группы (—С—О—С—) с волновым числом 870 см1. Также в спектре присутствуют колебания, характерные для поливинилового спирта, характеризующиеся полосами валентных колебаний: полоса при 780 см1 - деформационные (маятниковые) колебания -СН2-, 870 см-1 - деформационные колебания групп -СН2-, полоса при 1 290 см-1 соответствует деформационным (крутильным) колебаниям группы —СН2—. Область 3 100-3 600 см-1 соответствует валентным колебаниям связей О-Н. Во всех спектрах материалов сдвигов и появления новых полос не наблюдается. Общее снижение интенсивности спектров может быть связано с изменением толщины слоя за счет уменьшения количества ПВС в материале.
-■-1-■-1-■-1-■-1-1-1-■--■-
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
V -1
Рис. 1. ИК-спектры гидрогелей поливинилового спирта / альгината натрия ПВС/АлН 10
Для изучения влияния состава и плотности сшивок на набухание гидрогелей высушенные образцы с различным содержанием альгината натрия помещали в дистиллированную воду во избежание влияния pH и измеряли коэффициент набухания этих образцов (рис. 2). Наблюдаем, что все образцы имеют одинаковую склонность к набуханию, коэффициент набухания быстро увеличивается в первые 8 ч, после чего значение устанавливается и практически не изменяется. Коэффициенты равновесного набухания представлены в табл. 2.
Рис. 2. Коэффициент набухания гидрогелей с различным соотношением ПВС/АН при 37°С
Константа набухания
Таблица 2
Образцы Константа равновесного набухания
ПВС/АлН (80/20) 0,688
ПВС/АлН (60/40) 0,492
ПВС/АлН (40/60) 0,489
ПВС/АлН (20/80) 0,485
ПВС/АлН (80/20) 0,688
По мере увеличения содержания альгината натрия в смеси увеличивается плотность сшивок, это означает, что матрицы с высоким содержанием альгината натрия имеют меньше пространства для включения воды. Таким образом, степень набухания отрицательно связана с плотностью сшивок. С увеличением содержания ПВС константа равновесного набухания смеси будет увеличиваться, поскольку ПВС более гидрофилен, чем альгинат натрия. Полученные данные свидетельствуют, что в диапазоне концентраций
от 20 до 60% АлН практически не происходит изменения набухания, что позволяет сузить диапазон концентраций для дальнейших исследований.
Для получения профилей высвобождения модельного вещества навески массой 0,3 г помещали на 2 ч в буферный раствор рН 1,2 (10 мл) при температуре 37°С. После этого гранулы вынимали и помещали в раствор фосфатного буфера рН 7,4 (рис. 3).
В|Н'ми, мин Концентрация, г/100 мл
а б
Рис. 3. Кривые высвобождения модельного вещества из полимерных материалов (а); калибровочный график бриллиантового зеленого (модельное вещество) УФ-спектроскопии (б)
Значение степени набухания в буфере с pH 1,2 ниже, чем в буфере с pH 7,4, поскольку большая часть -COO-групп альгината натрия в буфере с pH 1,2 превращается в -COOH. Водородная связь между -COOH и АлН приводит к взаимодействиям АлН-АлН, которые доминируют над взаимодействиями АлН-вода. При повышении рН увеличивается и степень набухания гранул, группы -СООН ионизируются и превращаются в -СОО-, что облегчает процесс набухания. Наибольшую скорость высвобождения модельного вещества демонстрируют шарики, состоящие только из сшитого Са2+ АлН. При добавлении ПВС наблюдается снижение скорости высвобождения модельного вещества, что связано с образованием водородных связей при физическом сшивании ПВС. Физическое сшивание ПВС также предотвращает деградацию и растворение АлН и способствует контролируемому высвобождению лекарственного средства посредством контролируемого набухания и деградации.
100)1
Рис. 4. СЭМ-изображения поверхности материалов ПВС/АлН
Исследование морфологии поверхности (рис. 4) показало, что окончательной гомогенизации полимеров друг с другом в системе не происходит. Практически для всех образцов мы можем наблюдать две области, которые, скорее всего, являются участками разных полимеров, однако, несмотря на это, ПВС оказывает существенное влияние на высвобождение вещества только при максимальной его концентрации.
Материалы на основе ПВС/ХТ
Спектры композитов ПВС/Х (рис. 5) характеризуются полосами, характерными для ПВС, полосами валентных колебаний: полоса при 780 см-1 -деформационные (маятниковые) колебания -СН2-, при 870 см-1 - деформационные колебания групп -СН2-, полоса при 1 290 см-1 соответствует деформационным (крутильным) колебаниям группы -СН2-.
г --1-- I
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
V
V, ст
Рис. 5. ИК-спектры гидрогелей поливинилового спирта / хитозана (ПВС/ХТ)
Область 3 100-3 600 см-1 соответствует валентным колебаниям связей О-Н. Для хитозана характерная полоса деформационных колебаний аминогруппы наблюдается в районе 1 630 см-1. Материалы композиции ПВС/Х характеризуются полосами всех компонентов, входящих в состав исходных материалов. Новых полос поглощения обнаружено не было, поэтому можно утверждать, что новые химические связи не обнаружены.
При попытке изучить профиль высвобождения материалов ПВС/Х (рис. 6) выяснилось, что материал достаточно быстро растворяется как в кислой среде, так и в нейтральной, несмотря на то что, по данным литературных источников [2], такие материалы должны продолжительно набухать только в кислой среде. В то же время с увеличением концентрации хитозана происходит
ускорение растворения. Предполагаем, что данный эффект возникает из-за того, что возможно образование водородных связей между аминогруппой хитозана и ОН-группой ПВС, однако изменений в спектрах методом ИК-спектроскопии не зафиксировано.
■дачо)
а
б
Рис. 6. Время растворения ПВС/ХТ-материалов: рН 7,4 (а); рН 1,2 (б)
СЭМ-изображения системы ПВС/ХТ, как и в случае ПВС/АлН, свидетельствуют, что поверхность материалов неоднородна, на это указывают участки различных полимеров (рис. 7.).
ПВС/ХТ(80/20) ПВС/ХТ:60 40) ПВС/ХТ(40/60) Г1ВС/ХТ(20/80)
100 цш
Рис. 7. СЭМ-изображения поверхности материалов ПВС/ХТ
Поскольку химическая природа полимеров АлН и ХТ совершенно различна, как и количество стадий приготовления материалов, можно предположить, что решающую роль в формировании такого типа поверхности играют общий компонент ПВС и его криоструктурирование.
Выводы
Получены рН-чувствительные системы на основе гидрогелей альгината натрия / поливинилового спирта и хитозана / поливинилового спирта в соотношениях 80/20, 60/40, 40/60, 20/80 для адресной доставки лекарственных средств. Система ПВС/АлН имеет аналогичную тенденцию к набуханию при всех соотношениях компонентов; ПВС/АлН 80/20 с наибольшим содержанием ПВС имеет высокую равновесную константу набухания 0,688. Для материалов ПВС/АлН скорость высвобождения модельного вещества снижается с увеличением содержания АлН за счет увеличения количества сшивок.
При pH 1,2 не происходит выделения модельного вещества из-за отсутствия набухания при данном pH. При pH 7,4 наблюдается выделение модельного вещества за счет постепенного набухания АлН. Это указывает, что выбранная система находится под контролем и может использоваться в качестве системы целевой доставки лекарственного компонента.
Для материалов ПВС/ХТ наблюдается обратная зависимость. С увеличением количества ХТ скорость растворения материала увеличивается как при рН 1,2, так и при рН 7,4.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что системы ПВС/АлН и ПВС/ХТ потенциально представляют собой рН-чувствительные системы доставки лекарств, однако требуют более точного подбора концентраций компонентов в диапазоне от 60 до 80% ПВС, поскольку в этой области происходят существенные изменения в поведении полимерных систем.
Список источников
1. Manish G., Vimukta S. Targeted drug delivery system: A review // Res J Chem Sci. 2011.
Vol. 1 (2). P. 135-138.
2. Wang G., Li R., Parseh B., Du G. Prospects and challenges of anticancer agents' delivery
via chitosan-based drug carriers to combat breast cancer: a review // Carbohydrate Polymers. 2021. Vol. 26. Art. 118192. doi: 10.1016/j.carbpol.2021.118192
3. Rizwan M., Yahya R., Hassan A., Yar M., Azzahari A.D., Selvanathan V., Abouloula C.N.
pH sensitive hydrogels in drug delivery: Brief history, properties, swelling, and release mechanism, material selection and applications // Polymers. 2017. Vol. 9 (6). Art. 225. doi: 10.3390/polym9040137
4. Rosiak J.M., Yoshii F. Hydrogels and their medical applications // Nuclear Instruments and
Methods in Physics Research. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 1999. Vol. 151 (1-4). P. 56-64. doi: 10.1016/S0168-583X(99)00118-4
5. Lytkina D.N., Fedorishin D.A., Kalachikova P.M., Plyaskina A.A., Babeshin A.R., Kur-
zina I.A. Cryo-Structured Materials Based on Polyvinyl Alcohol and Hydroxyapatite for Osteogenesis // J. Funct. Biomater. 2021. Vol. 12. Art. 18. doi: 10.3390/jfb12010018
6. Hassan C.M., Stewart J.E., Peppas N.A. Diffusional characteristics of freeze/thawed polyvi-
nyl alcohol) hydrogels: applications to protein controlled release from multilami-natedevices // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2000. Vol. 49 (2). P. 161-165.
7. Bodugoz-Senturk H. et al. Poly (vinyl alcohol)-acrylamide hydrogels as load-bearing carti-
lage substitute // Biomaterials. 2009. Vol. 30 (4). P. 589-596.
8. Zheng Y. et al. Studies of poly (vinyl alcohol)/hydroxylapatite hydrogels compounds forcar-
tilage implantation // Journal of Biomedical Engineering. 2003. Vol. 20 (3). P. 401-403.
9. Martinsen A. et al. Alginate as immobilization material: I. Correlation between chemicaland
physical properties of alginate gel beads // Biotechnology and Bioengineering. 1989. Vol. 33 (1). P. 79-89.
10. Grant G.T. et al. Biological interactions between polysaccharides and divalent cations: the egg-box model // FEBS Letters. 1973. Vol. 32 (1). P. 195-198.
11. George M., Abraham T.E. pH sensitive alginate-guar gum hydrogel for the controlledde-livery of protein drugs // International journal of pharmaceutics. 2007. Vol. 335 (1-2). P. 123-129.
12. Rinaudo M. Chitin and chitosan: Properties and applications // Progress in Polymer Science. 2006. Vol. 31 (7). P. 603-632.
13. van den Broek L.A., Knoop R.J., Kappen F.H.; Boeriu C.G. Chitosan films and blends for packaging material // Carbohydr. Polym. 2015. Vol. 116. P. 237-242.
14. Li X., Xie H., Lin J., Xie W., Ma X. Characterization and biodegradation of chitosan-algi-nate polyelectrolyte complexes // Polymer Degradation and Stability. 2009. Vol. 94. P. 1-6.
15. Rosca C., Novac O., Lisa G., Popa M.I. Polyelectrolyte complexes of chitosan with dextran sulphate. Synthesis and characterization // Cellulose Chemistry and Technology. 2011. Vol. 45. P. 185-189.
16. Choo K., Ching Y.C., Chuah C.H., Julai S., Liou N.-S. Preparation and characterization of Polyvinyl Alcohol-chitosan Composite Films Reinforced with Cellulose Nanofiber // Materials. 2016. Vol. 9. Art. 644. doi: 10.3390/ma9080644
17. Mao S., Bakowsky U., Jintapattanakit A., Kissel T. Self-assembled polyelectrolyte nano-complexes between chitosan derivatives and insulin // J. Pharm. Sci. 2006. Vol. 95. P. 1035-1048.
18. Erbacher P., Zou S., Bettinger T., Steffan A.M., Remy J.S. Chitosan-based vector/DNA complexes for gene delivery: biophysical characteristics and transfection ability // Pharmaceutical Research. 1998. Vol. 15. P. 1332- 1339.
19. Croisier F., Jérôme C. Chitosan-based biomaterials for tissue engineering // European Polymer Journal. 2013. Vol. 49. P. 780-792.
20. Yang J.-I., Lee H.L., Yun J.-J., Kim J., So K.-H., Jeong Y.-I., Kang D.-H. pH and Redox-Dual Sensitive Chitosan Nanoparticles Having Methyl Ester and Disulfide Linkages for Drug Targeting against Cholangiocarcinoma Cells // Materials. 2022. Vol. 15. Art. 3795. doi: 10.3390/ma15113795
References
1. Manish, G., & Vimukta, S. Targeted drug delivery system: A review. Res J Chem Sci. 2011.
1(2), 135-138.
2. Wang G., Li R., Parseh B., Du G. Prospects and challenges of anticancer agents' delivery
via chitosan-based drug carriers to combat breast cancer: a review. Carbohydrate Polymers, 2021, 26, 118192. https://doi.org/10.1016/jxarbpol.2021.118192
3. Rizwan, M., Yahya, R., Hassan, A., Yar, M., Azzahari, A.D., Selvanathan, V., Abouloula, C.N.
pH sensitive hydrogels in drug delivery: Brief history, properties, swelling, and release mechanism, material selection and applications. Polymers, 2017, 9(4), 137. https://doi.org/10.3390/polym9040137
4. Rosiak, J.M., Yoshii, F. Hydrogels and their medical applications. Nuclear Instruments and
Methods in Physics Research. Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 1999, 151(1-4), 56-64. https://doi.org/10.1016/S0168-583X(99)00118-4
5. Lytkina, D.N.; Fedorishin, D.A.; Kalachikova, P.M.; Plyaskina, A.A.; Babeshin, A.R.; Kur-
zina, I.A. Cryo-Structured Materials Based on Polyvinyl Alcohol and Hydroxyapatite for Osteogenesis. J. Funct. Biomater. 2021, 12, 18. https://doi.org/10.3390/jfb12010018
6. Hassan, C.M., Stewart, J.E., Peppas, N.A. Diffusional characteristics of freeze/thawed
poly(vinyl alcohol) hydrogels: applications to protein controlled release from multilami-natedevices. European Journal of Pharmaceutics andBiopharmaceutics. 2000, 49(2), 161165.
7. Bodugoz-Senturk, H. et al. Poly (vinyl alcohol)-acrylamide hydrogels as load-bearing carti-
lage substitute. Biomaterials. 2009, 30(4), 589-596.
8. Zheng Y. et al. Studies of poly (vinyl alcohol)/hydroxylapatite hydrogels compounds forcar-
tilage implantation. Journal of Biomedical Engineering. 2003, 20(3), 401-403.
9. Martinsen, A. et al. Alginate as immobilization material: I. Correlation between chemicaland
physical properties of alginate gel beads. Biotechnology and Bioengineering. 1989, 33(1), 79-89.
10. Grant, G.T. et al. Biological interactions between polysaccharides and divalent cations:the egg-box model. FEBS Letters. 1973, 32(1), 195-198.
11. George, M., Abraham, T.E. pH sensitive alginate-guar gum hydrogel for the controlledde-livery of protein drugs. International journal ofpharmaceutics. 2007, 335(1-2), 123-129.
12. Rinaudo, M. Chitin and chitosan: Properties and applications. Progress in Polymer Science. 2006, 31( 7), 603-632.
13. van den Broek, L.A.; Knoop, R.J.; Kappen, F.H.; Boeriu, C.G. Chitosan films and blends for packaging material. Carbohydr. Polym. 2015, 116, 237-242.
14. X. Li, H. Xie, J. Lin, W. Xie, X. Ma Characterization and biodegradation of chitosan-algi-nate polyelectrolyte complexes. Polymer Degradation and Stability, 2009, 94, 1-6.
15. C. Rosca, O. Novac, G. Lisa, M. I. Popa Polyelectrolyte complexes of chitosan with dextran sulphate. Synthesis and characterization. Cellulose Chemistry and Technology. 2011, 45, 185-189.
16. Choo, K.; Ching, Y.C.; Chuah, C.H.; Julai, S.; Liou, N.-S. Preparation and characterization of Polyvinyl Alcohol-chitosan Composite Films Reinforced with Cellulose Nanofiber. Materials. 2016, 9, 644. https://doi.org/10.3390/ma9080644
17. S. Mao, U. Bakowsky, A. Jintapattanakit, T. Kissel Self-assembled polyelectrolyte nano-complexes between chitosan derivatives and insulin. J. Pharm. Sci. 2006, 95, 1035-1048.
18. P. Erbacher, S. Zou, T. Bettinger, A.M. Steffan, J.S. Remy Chitosan-based vector/DNA complexes for gene delivery: biophysical characteristics and transfection ability. Pharmaceutical Research. 1998, 15, 1332- 1339.
19. F. Croisier, C. Jérôme XTitosan-based biomaterials for tissue engineering. European Polymer Journal. 2013, 49, 780-792.
20. Yang, J.-I.; Lee, H.L.; Yun, J.-J.; Kim, J.; So, K.-H.; Jeong, Y.-I.; Kang, D.-H. pH and Redox-Dual Sensitive chitosan Nanoparticles Having Methyl Ester and Disulfide Linkages for Drug Targeting against cholangiocarcinoma Cells. Materials. 2022, 15, 3795. https://doi.org/10.3390/ma15113795
Сведения об авторах:
Лыткина Дарья Николаевна - кандидат технических наук, старший научный сотрудник Томского государственного университета (Томск, Россия). E-mail: [email protected] Красников Алесей Андреевич - аспирант кафедры высокомолекулярных соединений и нефтехимии Томского государственного университета (Томск, Россия). E-mail: [email protected]
Сапарали Аружан Болатбеккызы - выпускник кафедры высокомолекулярных соединений и нефтехимии Томского государственного университета (Томск, Россия). E-mail: [email protected]
Пастух Полина Игоревна - студент кафедры природных соединений, фармацевтической и медицинской химии Томского государственного университета (Томск, Россия). E-mail: [email protected]
Курзина Ирина Александровна - доктор физико-математических наук, доцент, заведующая кафедрой природных соединений, фармацевтической и медицинской химии Томского государственного университета (Томск, Россия). E-mail: [email protected]
Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about the authors:
Lytkina Darya N. - Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Tomsk State University (Tomsk, Russia). E-mail: [email protected]
Krasnikov Alesey A. - postgraduate student, Department of Macromolecular Compounds and Petrochemistry, Tomsk State University (Tomsk, Russia). E-mail: [email protected]
Saparali Aruzhan B. - graduate of the Department of Macromolecular Compounds and Petrochemistry, Tomsk State University (Tomsk, Russia). E-mail: [email protected] Pastukh Polina I. - student of the Department of Natural Compounds, Pharmaceutical and Medical Chemistry, Tomsk State University (Tomsk, Russia). E-mail: [email protected] Kurzina Irina A. - Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Natural Compounds, Pharmaceutical and Medicinal Chemistry, Tomsk State University (Tomsk, Russia). E-mail: [email protected]
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 19.01.2024; принята к публикации 16.08.2024 The article was submitted 19.01.2024; accepted for publication 16.08.2024
