Диссертация

Диссертационная работа посвящена исследованию потенциала бифазных систем (БС) СО2/𝐻2𝑂, СО2/𝐻2𝑂2+𝐻2𝑂, СО2/𝐶2𝐻5𝑂𝐻, содержащих сжатый СО2, а также сверхкритического диоксида углерода, в создании или модификации функциональных полимерных покрытий, самоорганизованных структур и биосовместимых каркасов для тканевой инженерии из природных и синтетических полимерных и полимер-композитных материалов. Показано выраженное влияние БС на внутреннюю структуру модельных полимер-неорганических композитных матриксов костной ткани и полисахаридных матриксов бактериальной целлюлозы (БЦ), возможность эффективной экстракции из мезопористых матриксов органических компонентов, являющихся антигенами, ограничивающими биосовместимость материалов природного происхождения при применении в тканевой инженерии. На примере костного матрикса установлена возможность растворения и экстракции БС СО2/𝐻2𝑂 и СО2/𝐻2𝑂2 неорганической фазы, а также получения мелкодисперсных частиц гидроксилапатита, перспективных для медицинского применения. Предложен и реализован способ эффективной быстрой количественной оценки остаточных клеточных компонентов БЦ биоматриксов с помощью флуоресцентной микроскопии и автоматизированного анализа изображений. Выявлен высокий стерилизационный эффект от воздействия БС, содержащими алкилугольную и пероксиугольную кислоты под давлением, позволяющий добиваться высокого уровня гарантированной стерильности (10^(−6)) обработанных биоматериалов, что удовлетворяет требованиям к их медицинскому применению. На примере диблок-сополимеров ПС–П4ВП и хитозана продемонстрированы возможности растворения, самоорганизации и модификации полимерных материалов в БС СО2/𝐻2𝑂 под высоким давлением. Показано, что осаждаемые на коллагеновые матриксы хитозановые плёнки являются долговременно устойчивыми в среде организма и снижают кальциноз. Наконец, детектировано выраженное формирование дисперсных систем при частичной декомпрессии БС с СО2 под высоким давлением, увеличивающих эффективную границу раздела фаз и повышающих эффективность экстракции. Проведённые исследования определяют БС, содержащие СО2 под давлением, как эффективный, гибкий инструмент в создании и модификации полимерных систем биомедицинского предназначения из природных и синтетических полимеров и композитов, что открывает перспективы внедрения и использования предлагаемых в работе подходов в реальных наукоемких технологических приложениях.