РЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПРИ СЖАТИИ И РАСТЯЖЕНИИ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ, ИНКАПСУЛИРОВАННОЙ В ГИДРОГЕЛИ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

Аннотация

Гиалуроновая кислота - хорошо известное противовоспалительное лекарственное вещество, которое широко применяется клинически для лечения различных заболеваний суставов, кишечника, кожи. Благодаря своим уникальным гидратирующим свойствам, гидрогели гиалуроновой кислоты входят в состав разнообразных косметических продуктов. Однако низкие механические свойства гидрогелей гиалуроновой кислоты значительно ограничивают их практическое применение. Для преодоления этого недостатка гиалуроновая кислота с различной средней молекулярной массой (20-50 кДа, 50-100 кДа и 1000-1500 кДа) была инкапсулирована в гидрогели коллоидного диоксида кремния золь-гель методом. Полученные композитные гидрогели содержали 1% и 2% кислоты. В данной работе изучены эффекты количества гиалуроновой кислоты в гидрогелях и ее средней молекулярной массы на деформационные свойства композитных гидрогелей при сжатии и растяжении, а также на их тиксотропные свойства. Как показали полученные результаты, инкапсулирование среднемолекулярной и высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в гидрогели диоксида кремния способствует увеличению сопротивления полученных материалов силам сжатия. При этом увеличение содержания кислоты в композитных гидрогелях от 1% до 2% способствует росту этих характеристик только для высокомолекулярной гиалуроновой кислоты. Для низкомолекулярной и среднемолекулярной кислоты величины характеристик сжатия совпадают в пределах погрешности. Средний молекулярный вес кислоты и ее количество не влияют на деформационные характеристики при растяжении. В отличие от гидрогелей чистой кислоты композитные гидрогели обладают тиксотропными свойствами. Композитные гидрогели с высокомолекулярной кислотой обладают наибольшим индексом тиксотропности, что объясняется наличием усиленной трехмерной сетки в таких композитных гидрогелях и их более прочной структурой по сравнению с гидрогелями, содержащими кислоту с меньшей молекулярной массой. Подобный эффект наблюдается при увеличении содержания среднемолекулярной и высокомолекулярной кислоты в гидрогелях. Однако рост содержания низкомолекулярной кислоты приводит к уменьшению величины индекса тиксотропности, что может быть связано с особой конформацией низкомолекулярной кислоты в растворе и ее интенсивными взаимодействиями с частицами диоксида кремния в каркасе гидрогеля, которые приводят к ослаблению этого каркаса. Обнаружено, что увеличение средней молекулярной массы гиалуроновой кислоты и ее содержания в композитных гидрогелях приводит к уменьшению степени восстановления структуры гидрогелей после воздействия сдвиговых сил. Чем более переплетенной (или запутанной) является сетка гиалуроновой кислоты и чем больше ее молекул содержатся в композитном гидрогеле, тем менее полно восстанавливается его вязкость (структура). В целом, полученные результаты показали, что инкапсулирование гиалуроновой кислоты в гидрогелевую матрицу диоксида кремния приводит к улучшению некоторых важных функциональных свойств лекарственного вещества, а полученные композитные гидрогели являются привлекательными материалами для разработки на их основе лекарственных систем для топического и инъекционного введения.

Для цитирования:

Селиванова В.О., Беляева М.А., Долинина Е.С., Парфенюк Е.В. Реологические и деформационные свойства при сжатии и растяжении гиалуроновой кислоты, инкапсулированной в гидрогели диоксида кремния. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 3. С. 30-37. DOI: 10.6060/ivkkt.20266903.6718.