Модификация поверхности материалов на основе

228
XV Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва
Модификация поверхности материалов на основе
высокомолекулярной полимолочной кислоты с
целью придания биологической активности
К.С. Станкевич
Научный руководитель – д.х.н., профессор В.Д. Филимонов,
к.ф.-м.н., доцент С.И. Твердохлебов
Томский политехнический университет,
634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30, tpu@tpu.ru
Введение
Одним из ключевых аспектов при создании материалов на основе
биополимеров, используемых для медицинских приложений, является
возможность регуляции их поверхностных свойств. За последнее время
было разработано несколько стратегий функционализации поверхности
полимолочной кислоты, позволяющих привить лиганды, придающие
биологическую активность [1–2]. Целью данной работы является разработка метода модификации поверхности материалов на основе высокомолекулярной полимолочной (1,6 · 106 г/моль) кислоты с целью придания биологической активности.
Материалы и методы
Для получения пленок использовали полимолочную кислоту PL65 (PURAC, Нидерланды) со средней молекулярной массой
Mw = 1646600 г/моль. Навеску из полимолочной кислоты растворяли в
смеси CH2Cl2 : CHCl3 = 40 : 60 для получения раствора концентрацией
1,7 %. После этого 18±1 г раствора наливали в сухую чашку Петри и
высушивали в течение 72 часов. Толщина полученных пленок составила 30±1 мкм. Для проведения модификации сухую пленку опускали в
10 мл смеси C6H5CH3 : C2H5OH = 3 : 7, выдерживали в течение 10 минут.
После этого, быстро переносили в стабилизирующий раствор, представляющий собой 0,001М раствор бриллиантового зеленого в смеси
C2H5OH : H2O = 1 : 1 объемом 10 мл; выдерживали в течение 1, 2, 3 часов.
Пленки высушивали в течение 1 часа, вымачивали в воде в течение 24
часов, после чего повторно высушивали под вакуумом в течение 12 часов.
Полученные результаты оценивали с помощью измерения концентрации стабилизирующего раствора в процессе эксперимента методом
УФ-спектроскопии (спектрометр СФ-102, толщина кюветы 10 мм). Изучение поверхности качественно проводили с использованием светового
Секция 3 Теоретические и прикладные аспекты физической и аналитической химии
229
микроскопа Motic DM-111, объектив ×40, снимали УФ-спектр поверхности пленок. Смачиваемость пленок исследовали на установке «Easy
Drop» (Krüss, Германия) методом «сидячей» капли (объем 4 мл).
Результаты и обсуждение
Молекулы бриллиантового зеленого были инкапсулированы на поверхности полимолочной кислоты. После модификации в верхнем слое
пленки формируются кристаллы бриллиантового зеленого. На УФ спектре поверхности пленок наблюдается характерный максимум поглощения бриллиантового зеленого при длине волны 628 нм.
Результаты количественной оценки показали, что со временем концентрация стабилизирующего раствора нелинейно увеличивается, несмотря на то что протекает адсорбция красителя на поверхности пленки.
Таким образом, выбранный метод не позволяет оценить количество адсорбировавшихся молекул красителя. Однако был рассчитан молярный
коэффициент поглощения бриллиантового зеленого при длине волны
λmax = 628 нм на основании закона Бугера-Ламберта-Бера, среднее значение составило 81 000 л · см–1 · моль–1. После чего, провели десорбцию
красителя в течение 72 часов. Поглощение раствора составило 0,078.
Используя коэффициент экстинкции по измеренному поглощению рассчитали величину адсорбции, она составила порядка 10–6 моль/м2.
Заключение
Разработан метод модификации поверхности пленок из высокомолекулярной полимолочной кислоты с использованием методологии
«хороший/плохой растворитель». Подобранная система представляет
собой два раствора: смесь C6H5CH3 : C2H5OH = 3 : 7 для предварительной
обработки поверхности и стабилизирующий раствор 0,001М бриллиантового зеленого для проведения адсорбции. По результатам эксперимента в течение 3 часов выдерживания адсорбируется порядка 10–6 моль/м2
бактерицидного красителя. Построенная модель позволяет предсказать
поведение биологически активных веществ при адсорбции на пленках
из высокомолекулярной полимолочной кислоты.
Список литературы
1. Rasal R.M., Janorkar A.V., Hirt D.E. // Progress in Polymer Science, 2010.–
№35.– P.338–356.
2. Elbert D.L., Hubbell J.A. // Annu. Rev. Mater. Sci., 1996.– Vol.26.– P.365–394.