ИСТИНА

Объектами исследования и разработки являлись композитные гидрогели с различной структурой полимерной матрицы, в том числе, восприимчивые к внешним воздействиям гели на основе «умных» полимеров. Целью работы являлось получение и исследование наностуктурированных систем с разветвленной пористой архитектурой для создания систем контролируемого поглощения и выделения различных веществ (в особенности лекарств и других биологически-активных веществ), носителей клеток, эффективных катализаторов, нанореакторов для синтеза наночастиц, и мембран с контролируемой проницаемостью. Кроме того, целью выполнения НИР являлось обеспечение развития устойчивого и эффективного взаимодействия с российскими учеными, работающими за рубежом, закрепление их в российской науке и образовании, использование их опыта, навыков и знаний для развития отечественной системы науки, образования и высоких технологий. Совместное научное руководство исследованиями выполнялось Евгенией Эдуардовной Кумачевой (профессор университета города Торонто, Канада).

В результате выполнения работы по государственному контракту в соответствии с техническим заданием и календарным планом: 1) Были разработаны методики получения: (а) Двухфазных гидрогелей в результате полимеризации водорастворимых мономеров в микро- и наноэмульсиях. Синтезированы образцы двухфазных гелей на основе акриламида и сополимеров АМ с сульфокислотой, и гелей НИПАМ, а так же микрогелей НИПАМ. В результате вымывания масляной фазы из геля (для гелей на основе АМ) получены пористые гели с изолированными микропустотами. (б) Двухфазных криогелей в результате полимеризации водорастворимых мономеров в замороженных микро- и наноэмульсиях. Используя технологию криотропного гелеобразования синтезированы макропористые гетерофазные термочувствительные полимерные сетки НИПАМ и сополимеров НИПАМ с АМПС, содержащие в себе капли масляной фазы, и способные высвобождать ее при увеличении температуры выше НКТР. Установлено, что при синтезе двухфазных криогелей одним из важных факторов, определяющим механические свойства формирующейся сетки, является химическая структура сшивающего агента и природа ПАВ, использованного для стабилизации эмульсии. Показано, что в зависимости от доли заряженных групп (АМПС) температура термоиндуцированного перехода варьируется от 32 до 50 оС. (в) Композитных гелей с использованием неорганических пористых матриц на основе силикатов и органических добавок. В результате матричного (темплатированного) синтеза получены пористые композитные гели НИПАМ и АМ. В качестве неорганических шаблонов использованы неорганические силикагели на основе этиленгликоль-модифицированного силана и органо-модифицированные алюмосиликаты (глины). Показано, что в случае гелей НИПАМ, синтезированных в монолитах этиленгликоль-модифицированного силикагеля пористая микроструктура полимерной сетки представляет является «негативным» образом исходной неорганической матрицы. Для гелей, получаемых с использованием органо-модифицированных алюмосиликатов с включенными органокомплексами бентонит/П4ВП_Ме разработана трехступенчатая технология синтеза, позволяющая получать эффективные абсорбенты органических соединений. Получены композитные полимерные гели на основе полиакриламида и силикагеля. (д) Композитных гелей на основе биосовместимого природного полисахарида (- агарозы) с иммобилизованными каплями эмульсии тетрадекана. 2) Были изучены процессы контролируемого поглощения и выделения полученными системами различных органических веществ. Установлено, что: Полиэлектролитные гели с включенными изолированными микропустотами способны эффективно абсорбировать низкомолекулярные ионы одноименного знака заряда с полимерной сеткой. Концентрация ионов внутри изолированной поры существенно выше их концентрации внутри матрицы геля. Двухфазные криогели на основе НИПАМ и сополимеров НИПАМ с АМПС способны как поглощать, так и выделять из себя амфифильные органические вещества. Скорость и количество абсорбированного вещества не зависят от условий синтеза геля, а определяются объемом и дисперсностью масляной фазы. Термоиндуцированный коллапс гелей сопровождается выделением липофильной фазы и растворенного в ней липофильного вещества из объема геля. Выход органической фазы варьируется от 10 до 70% в зависимости от концентрации и химической структуры соединения и степени сшивки геля. Композитные полимерные гели на основе полиакриламида и силикагеля способны эффективно абсорбировать положительно заряженные вещества, и могут быть использованы для иммобилизации различных функциональных препаратов. 3) Были исследованы процессы протекания в двухфазных гелях модельных каталитических реакций. На примере реакции ДДМ с СЭ карбоновых кислот, проводимой в двухфазных гелях на основе агарозы, показано, что на поверхности раздела фаз масло-вода можно осуществлять и ускорять различные химические реакции по принципу мицеллярного катализа.