Фотополімеризаційна колагенова композиція на основі акрилату міді

Фотополімеризаційна колагенова композиція на основі акрилату міді, що містить колаген, триетаноламін і метиленовий блакитний, яка відрізняється тим, що вона містить акрилат міді формули 2 3 28650 Фотополімеризаційну колагенову композицію, що містить колаген, триетаноламін і метиленовий блакитний згідно з корисною моделлю, як структурувальний агент вводять акрилат міді формули O CH2 CH C OH 2 Cu при такому співвідношенні компонентів (мас. %): водний розчину колагену 14 триетаноламін 0,01 метиленовий блакитний 0,0001 акрилат міді 3 Заявлену композицію одержували наступним чином. Першочергова стадія отримання матеріалу зводилася до приготування колагенових шарів і нанесення їх на скляні основи. Для цього наважку колагену (14,0г) поміщали у хімічний стакан і додавали 95мл води. Суміш набухала протягом 24 год. Після цього склянку з розчином переносили у термостат і інкубували 2 год при 70°С, постійно помішуючи. Потім гарячий розчин фільтрували через фільтр Шотта у колбу Бунзена під вакуумом водоструменевого насосу. Для видалення бульбашок повітря розчин витримували в термостаті впродовж 12 год, охолоджували до 40°С і за допомогою устаткування (фігура 1) отримували плівки на скляних основах "методом витягування". Розчин колагену (1) у склянці переносили в термостат (Т), нагрівали до 40°С. Скляні основи (2) закріплювали на фіксуючому устаткуванні (3), яке підвішувалося на капроновому шнурі (4) через блок (5). Піднімальний механізм складався з електромотора (М), редуктора (Р) і барабана (Б). Для нивілювання вібрацій з метою отримання однорідних шарів усі елементи встановлювали і монтували на масивній металевій плиті (6), яка лежить на основі з поліуретану. Скляні основи очищували в насиченому розчині Na2CO3, промивали водою, витримували в хромовій суміші, знову промивали у воді, етанолі, сушили у боксі. Оброблені таким чином основи закріплювали попарно (3) занурювали у розчин колагену, нагрітого до 40°С і через 5хв їх виймали, при цьому на поверхні скла залишався рівномірний шар колагену товщиною близько 20мкм. Плівки витримували в боксі одну добу до висушування, після чого піддавали термічному твердінню в сушильній шафі протягом 15-20хв, при 150°С. Наступний синтез сполучнотканинних середовищ являв собою трьохстадійну хімічну обробку термічно отверділих колагенових плівок. Спочатку основи з плівками занурювали в розчин акрилату міді і витримували у термостаті при 40°С протягом 20хв. Після такої обробки плівки занурювали у водний розчин метиленового блакитного на 30-40с і у водний розчин триетаноламіну на 1-2хв. Після видалення крапель розчину (приблизно через 15хв) 4 комплексне біополімерне середовище готове до лазерохімічного структурування. Для генерації лазерного опромінення використовувалось устаткування, в якому джерелом був гелій-неоновий лазер з l=633нм і потужністю 10-3Вт. Створення модельного біосередовища полягало в обробці колагенових матриць (масова частка колагену 14%) розчином акрилату міді (масова частка 3%) протягом 30хв при 40°С із наступною сенсибілізацією у розчинах метиленового блакитного (масова частка 0,0001%) протягом 30с і витримуванням у розчині триетаноламіну (масова частка 0,01%) впродовж 1 хв. Після опромінення приготовані таким чином матриці піддавалися ІЧ-спектроскопії. Екстракція колагену І типу зі шкіри людини виконувалася за методом, запропонованим Strom [1]. Інфрачервоні спектри в діапазоні 400-4000см-1 знімали на спектрофотометрах Nexus 470 фірми Nicolet (США) та Pye-Unicam SP3-300 (США) в діапазоні 200-600см-1. Електронні спектри знімалися на спектрофотометрі "Specord M-40" та Pye-Unicam PU 8800 (США) у діапазоні 200-830нм (UV/VIS) відносно еталону MgO. На підставі даних електронних спектрів поглинання для комплексів акрилату Сu (II) з колагеном (як макромолекулярним лігандом) і водних розчинів проводили розрахунок параметрів кристалічного поля: Dq - енергії кристалічного поля і В - параметра Рака. Для комплексів Сu (II) показник Dq визначається згідно з формулою [3]: n = 10 x Dq, де n - хвильове число, яке відповідає максимуму смуги переходу d-d в комплексі. Для визначення характеру ймовірної взаємодії акрилату міді з колагеном спочатку були зняти ІЧспектри самого акрилату як структурувального агенту. Віднесення частот коливань показано в таблиці. Таблиця Віднесення частот смут поглинання в ІЧ-спектрах акрилату міді (таблетки з KBr та CsI) Тип коливань і відповідний структурний елемент n Ме-О r-COOds-COOώ-COOdas=CH2 das=CH ns=CH-C ns C-O ns-COOds-COO Хвильове число, см-1 220 310-320 410-430 500 595, 620 695 865 980-990 1070 1290 1370 1450 5 das-COOns C=C 28650 1590 1650 Як один з ефективних методів дослідження процесів комплексоутворення, типового для 3dметалів, була вибрана електронна спектроскопія поглинання, що дозволило оцінити склад координаційної сфери, її будову, а також процеси структуроутворення. Фрагменти електронних спектрів поглинання колагенової композиції, обробленої розчином акрилату Сu (II) представлені на фігурі 2: 1 дегідратована матриця, 2 - водний розчин, 3 гідратована матриця. У видимій ділянці електронного спектру поглинання водного розчину акрилату Сu (II) і гідратованої колагенової маси, обробленої у тому ж розчині (Фіг.2), спостерігається одна широка смуга поглинання d-d з максимумом у ділянці 13260см-1, що збігається з положенням смуги для гексааква-іона [Сu(Н2О)6]2+ [4]. У процесі дегідратації макрокомплексу Сu (II) виявляється також зсув цієї смуги в довгохвильову ділянку (фігура 2), що вказує на ослаблення поля лігандів. Це ж підтверджує розрахунок показників кристалічного поля за рівнянням (1), тому що Dq Cu(H2O)6 2+=125,6см-1, a Dq цього макрокомплексу Сu (II) становить 1162см-1. Таке ослаблення спричинене заміщенням молекул води у внутрішній координаційній сфері на акрилат-іони і групи оксипроліну. У спектрі дегідратованого комплексу Сu (II) проявляється також смуга 25000см-1, яка відноситься до переносу заряду метал-ліганд [4]. Отже процес комплексоутворення Сu (II) відбувається за схемою, представленою на фігурі 3. Для незалежного підтвердження факту утворення макрокомплексів міді з акрилат-іоном і колагеновою матрицею, а також для вивчення процесів структурування були дослідженні ІЧспектри зразків після обробки в розчинах цих солей, а також після опромінення композиційних матеріалів лазерним опроміненням. ІЧ-спектри колагенової матриці, обробленої розчином акрилату Сu (II) представлені на фігурі 4: до —— опромінення, ------ після опромінення. У ІЧ-спектрах колагенових матриць, оброблених акрилатом Сu (II) (фігура 4), поряд з характерними для колагену широкими ІЧ-смугами з'являються смуги, характерні для вінільної групи, яка входить до складу акрилат-іона: віяльні коливання групи =СН2 у ділянці 865см-1, позаплощинні деформаційні коливання групи =СН у ділянці 990см-1 [5, 6]. У результаті впливу лазерного опромінення в ІЧ-спектрах матриці спостерігаються зниження інтенсивності смуг, які відповідають деформаційним коливанням груп колагену NH та ОН (фігура 4, курсив), що дозволяє передбачити участь саме цих груп у процесах структурування. Знижується також інтенсивність смуг, які відповідають наявності вінільних груп у макрокомплексі міді, що може свідчити про участь цих груп у структуруванні. 6 Встановлено, що у результаті обробки колагенової матриці водним розчином акрилату Сu (II) виникає поглинання останнього, про що свідчать результати як ІЧ-спектроскопії, так і електронної спектроскопії поглинання. Література: 1. Микроскопическая техника: Руководство / Под ред. Д.С. Саркисова и Ю.Л. Перова. - М.: Медицина, 1996. - 544 с. 2. Верещака В.В. Фотополімеризаційні процеси у колагені шкіри при навантаженні гелійнеоновим лазером. - Спорт, медицина. - 2007, №1. - С.10-17. 3. Comprehensive inorganic chemistry/ Ed. Board Bailar V.C.: Pergamon Press, 1975. - 1388 p. 4. Коттон Ф., Уилкиксон Дж. Современная неорганическая химия. - М.: Мир, 1969, ч.3. - 592 с. 5. Сильверстейн Р., Басслер Г., Моррил Т. Спектрометрическая идентификация органических соединений. - М.: Мир, 1977. - 592 с. 6. Справочник химика: В 6-ти т./ Под ред. Б.П. Никольского.- Л.: Химия, 1971, т.3. - 1006 с. 7 28650 8