Процес приготування водного розчину альгінату, призначеного для виготовлення мікрокапсул

Процес приготування водного розчину альгінату, призначеного для виготовлення мікрокапсул, який включає розчинення альгінату в розчиннику при механічному перемішуванні та температурному режимі, який відрізняється тим, що перемішування проводять на магнітній мішалці з частотою 180-240об./хв та температурі 35-40°С до повного розчинення біополімеру. (19) (21) u200608090 (22) 18.07.2006 (24) 15.01.2007 (46) 15.01.2007, Бюл. №1, 2007р. (72) Пастер Ігор Петрович, Тронько Микола Дмитрович (73) ІНСТИТУТ ЕНДОКРИНОЛОГІЇ ТА ОБМІНУ РЕЧОВИН ІМ. В.П. КОМІС АРЕНКА АКАДЕМІЇ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ, Пастер Ігор Петрович, Тронько Микола Дмитрович 3 20265 Bræk G. Alginate as immobilization matrix for cells // Trends Biotechnol. - 1990. - Vol. 8, N3. - P.71-78]. Недоліком цього способу приготування водного розчину альгінату, призначеного для виготовлення мікрокапсул, є те, що він проводиться при кімнатній температурі, що уповільнює швидкість фізико-хімічних реакцій та вимагає тривалого часу проведення процедури. До недоліків цього способу відноситься і висока вірогідність утворення грудок полімеру та повітряних бульок, які значно погіршують властивості водного розчину альгінату. Таким чином, вказані недоліки ускладнюють процедуру приготування водного розчину альгінату, призначеного для виготовлення мікрокапсул, та знижують ефективність мікроінкапсуляції тканин або клітин. В основу даної корисної моделі поставлено задачу розробити такий процес приготування водного розчину альгінату, призначеного для виготовлення мікрокапсул, в якому за рахунок підбору технологічних умов досягається максимальна швидкість процедури та однорідність кінцевого розчину полімеру. Поставлена задача досягається тим, що в процесі, який включає розчинення альгінату в розчиннику при механічному перемішуванні та температурному режимі, згідно з даною корисною моделлю, перемішування проводять на магнітній мішалці з частотою 180-240об/хв та температурі 35-40°С до повного розчинення біополімеру. До даного рішення автори прийшли після дослідження швидкості приготування водного розчину альгінату при постійній дії зовнішніх фізикохімічних чинників та виявленні залежності якості кінцевого розчину від впливу механічних факторів і температури. На відміну від прототипу, запропонований авторами процес приготування водного розчину альгінату постійним перемішуванням на магнітній мішалці з частотою 180-240об/хв та температурі 35-40°С дає можливість оптимізувати процедуру отримання необхідного розчину. Даний механічний вплив є оптимальним, оскільки дозволяє значно прискорити швидкість приготування водного розчину альгінату без утворення піни, розбризкування розчину, утворення великих бульок повітря та нерозчинних кусочків альгінату. Даний температурний режим є близьким до температури людського тіла, як можливого місця трансплантації альгінатних мікрокапсул, і є оптимальним для приготування водного розчину альгінату, оскільки при зниженні температури уповільнується швидкість цього процесу, а при зростанні температури збільшується ймовірність деградації біополімеру та втрати його основних фізико 4 хімічних властивостей (зокрема, здатності формувати гель в присутності катіонів). Процес здійснюється наступним чином. В розчин хлориду натрію (9г/л) при перемішуванні на магнітній мішалці з частотою 180-240об/хв та температурі 35-40°С поступово вносять альгінат до отримання однорідного розчину. Потім проводять оцінку однорідності кінцевого розчину в цілому віз уально та окремих його крапель за допомогою світлового мікроскопа. Приклад. Приготування водного розчину альгінату, призначеного для виготовлення мікрокапсул. В конічні колби місткістю по 250мл з діаметром дна 70мм приливають по 100мл розчину хлориду натрію (9г/л), кладуть магнітні бруски довжиною 50мм і ставлять на магнітну мішалку з частотою обертання 180-240об/хв (перший дослід) та на магнітну мішалку з частотою обертання 180240об/хв і з водяною банею після встановлення температури 35-40°С (другий дослід). Альгінат вносять в розчини хлориду натрію окремими порціями по 50-100мг до досягнення необхідної концентрації (1,5%). Кожну наступну порцію біополімеру вносять після повного розчинення попередньої. На початку, а також через кожну годину розчинення проводять оцінку однорідності кінцевого розчину в цілому візуально та окремих його крапель за допомогою світлового мікроскопа. Результати досліджень показали перевагу розробленого методу (таблиця). Так, якщо в першому досліді через 1 годину вдалося розчинити 22,7% від загальної кількості альгінату (1,5г), який необхідно розчинити для отримання заданої концентрації полімеру, через 2 години - 51,3% і через 3 години - тільки 82,0%, то в другому досліді розчинення біополімеру було значно швидшим і через 1 годину вдалося розчинити 27,3%, через 2 години - 62,0% і через 3 години - 100,0%. При умовах розчинення, які розроблені в даній корисній моделі, повітряні бульки в другому досліді мають малий розмір та поодинокі, а нерозчинені кусочки альгінату зовсім відсутні. За результатами проведених досліджень можна зробити висновок, що в першому випадку альгінат розчинявся недостатньо швидко, на відміну від полімеру в другому дослідженні, розчин якого можна охарактеризувати як однорідний. Для подальшого використання рекомендовано розчин альгінату з другого досліду. Розчинення достатньо проводити протягом 3 годин для приготування 1,5%-ного розчину альгінату, оскільки саме ця концентрація біополімеру є оптимальною для виготовлення мікрокапсул. Таблиця NN 1 2 Показник, який досліджується Розчинення альгінату (г) Повітряні бульки (шт´см -3) Тривалість розчинення 1 години 2 години Перший дослід 0,34±0,09 0,77±0,14* 15-20 10-20 3 години 1,23±0,31* 10-15 5 20265 6 Продовження таблиці 1 2 Розчинення альгінату (г) Повітряні бульки (шт´см -3) Другий дослід 0,41±0,14 1,50±0,36* 5-10 10-15 0,93±0,17* 1-5 Примітка. * - Р < 0,05 порівняно з 1 годиною розчинення. Таким чином, запропонований авторами процес приготування водного розчину альгінату, призначених для виготовлення мікрокапсул, дозволяє Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова скоротити час приготування розчину та досягти його однорідності. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601