Формирование микроструктурированных пленок поли-3-оксибутирата с регулируемой топографией поверхности

Куликовская В. И.; Николайчук В. В.; Бонарцев А. П.; Чишанков И. Г.; Акулина Е. А.; Демьянова И. В.; Бонарцева Г. А.; Гилевская К. С.; Воинова В. В.

Формирование микроструктурированных пленок поли-3-оксибутирата с регулируемой топографией поверхности

Куликовская В. И., Николайчук В. В.,

Бонарцев А. П., Чишанков И. Г.,

Акулина Е. А.,

Демьянова И. В., Бонарцева Г. А.,

Гилевская К. С.,

Воинова В. В.

2022

https://doi.org/10.29235/1561-8331-2022-58-2-135-148

Исследована возможность формирования микроструктурированных пленок поли-3-оксибутирата методом «самоорганизации» микрокапель воды с помощью искусственных шаблонов и обратных эмульсий полимера. Установлено, что методом «самоорганизации» можно сформировать упорядоченные микроструктуры поли-3-оксибутирата с гексагональным расположением ячеек регулируемого диаметра от 1 до 4 мкм. Показано, что путем применения обратных эмульсий поли-3-оксибутирата можно получить пористые пленки с заданным размером пор от 0,4 до 3 мкм, при этом структуру пленок и размер пор в них можно регулировать путем изменения концентрации полимера в дисперсионной среде и объемного соотношения фаз. С помощью метода центрифугирования и применения искусственных шаблонов можно создавать точные реплики поли-3-оксибутирата, которые характеризуются высокой степенью однородности по всей площади и отсутствием дефектных областей. Показано, что сформированные микроструктурированные пленки поли-3-оксибутирата с регулируемой топографией поверхности перспективны для использования в качестве скаффолдов для культивирования стволовых клеток.

Куликовская В. И., Николайчук В. В., Бонарцев А. П., Чишанков И. Г., Акулина Е. А., Демьянова И. В., Бонарцева Г. А., Гилевская К. С., Воинова В. В. Формирование микроструктурированных пленок поли-3-оксибутирата с регулируемой топографией поверхности. Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук. 2022;58(2):135-148. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2022-58-2-135-148

Цитирование

Список литературы

1. Additive manufacturing techniques for the production of tissue engineering constructs / C. Mota [et al.] // Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. - 2015. - Vol. 9, N 3. - P. 174-190. https://doi.org/10.1002/term.1635

2. L'Heureux, N. Clinical translation of tissue-engineered constructs for severe leg injuries / N. L'Heureux, D. Letourneur // Annals of Translational Medicine. - 2015. - Vol. 3, N 10. - P. 134. https://doi.org/10.3978/j.issn.2305-5839.2015.05.03

3. Preparation and characterization of macroporous (D,L-lactic acid) film for tissue engineering scaffold / Sh. Shi [et al.] // International journal of nanomedicine. - 2010. - Vol. 5. - P. 1049-1055. https://doi.org/10.2147/IJN.S13169

4. Robust and hydrophilic polymeric films with honeycomb pattern and their cell scaffold applications / L. Li [et al.] // Journals of Materials Chemistry. - 2009. - Vol. 19. - P. 2789-2796. https://doi.org/10.1039/B820279F

5. Honeycomb-shaped surface topography induces differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSCs): uniform porous polymer scaffolds prepared by the breath figure technique / T. Kawano [et al.] // Biomaterial Sciences. - 2014. -Vol. 2. - P. 52-56. https://doi.org/10.1039/c3bm60195a

6. Honeycomb-Structured Porous Films from Polypyrrole-Containing Block Copolymers Prepared via RAFT Polymerization as a Scaffold for Cell Growth Danelle / D. Beattie [et al.] // Biomacromolecules. - 2006. - Vol. 7. - P. 10721082. https://doi.org/10.1021/bm050858m

7. 3D bioactive composite scaffolds for bone tissue engineering / G. Turnbull [et al.] // Bioactive Materials. - 2018. -Vol. 3. - P. 278-314. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2017.10.001

8. Применение полиоксиалканоатов в медицине и природные функции поли-3-оксибутирата / А. П. Бонарцев [и др.] // Acta Naturae. - 2019. - Vol. 11, N 41. - P. 4-16.

9. Braun, H. G. Microprinting - a new approach to study competitive structure formation on surfaces / H. G. Braun, E. Meyer // Macromolecular Rapid Commun. - 1999. - Vol. 20. - P. 325-327. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-3927(19990601)20:6<325::AID-MARC325>3.0.CO;2-R

10. Francois, B. Polymer films with a self-organized honeycomb morphology / B. Francois, O. Pitois, J. Francois // Advance Material. - 1995. - Vol. 7. - P. 1041-1044. https://doi.org/10.1002/adma.19950071217

11. Widawski, G. Self-organized honeycomb morphology of star-polymer polystyrene films / G. Widawski, M. Rawiso, B. Francois // Nature. - 1994. - Vol. 369. - P. 387-389. https://doi.org/10.1038/369387a0

12. Multiple interfaces in self-assembled breath figures / L. Sh. Wan [et al.] // Chemical Communications. - 2014. -Vol. 50. - P. 4024-4039. https://doi.org/10.1039/c3cc49826c

13. Biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate) copolymers by Azotobacter chroococcum 7B: A precursor feeding strategy / A. P. Bonartsev [et al.] // Preparative Biochemistry and Biotechnology. - 2017. - Vol. 47. - P. 173-184. https://doi.org/10.1080/10826068.2016.1188317

14. Poly(3 -hydroxybutyrate)/hydroxyapatite/alginate scaffolds seeded with mesenchymal stem cells enhance the regeneration of critical-sized bone defect / A. V. Volkov [et al.] // Materials Science and Engineering: C, Materials for biological application. - 2020. - Vol. 114. - P. 110991. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.110991

15. Influence of the conditions of formation of nitrocellulose honeycomb-structure films on their morphology / V. I. Shadrina [et al.] // Russian Journal of Applied Chemistry. - 2010. - Vol. 83. - P. 1318-1323. https://doi.org/10.1134/S1070427210070281

16. Fabrication and characterization of ultrathin spin-coated poly(L-lactic acid) films suitable for cell attachment and curcumin loading / V. I. Kulikouskaya [et al.] // Biomedical Materials. - 2020. - Vol. 15. - article 065022. https://doi.org/10.1088/1748-605X/aba40a

17. Honeycomb-Structured Microporous Films Made from Hyperbranched Polymers by the Breath Figure Method / W. Dong [и др.] // Langmuir. - 2009. - Vol. 25. - P. 173-178. https://doi.org/10.1021/la802863m

18. Nagayama, G. Intermediate wetting state at nano/microstructured surfaces / G. Nagayama, D. Zhang // Soft Matter. -2020. - Vol. 16. - P. 3514-3521. https://doi.org/10.1039/C9SM02513H

Источник

Информация

Автор

Куликовская В. И. Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси
Николайчук В. В. Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси
Бонарцев А. П. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Чишанков И. Г. Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси
Акулина Е. А. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Демьянова И. В. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Бонарцева Г. А. ФИЦ Фундаментальные основы биотехнологии РАН
Гилевская К. С. Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси
Воинова В. В. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Страницы

135-148

Год издания

2022

Ключевые слова

Коллекции

Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наук