Спосіб фотобіохімічного структурування колагену шкіри у рідкій фазі

1. Спосіб фотобіохімічного структурування колагену шкіри у рідкій фазі, що включає проведення фотополімеризації при оптимальній температурі, який відрізняється тим, що 3 розчину колагену (масова частка 14%) з можливим додаванням структуруючого агенту. Використання інтерференційного фільтру дозволяє отримати промінь певної довжини хвилі. Розсіююча лінза дає можливість проводити опромінення не в фокусі об'єктива, а по всій поверхні колагенової композиції. Реактор із кварцового скла дає можливість пропускання ультрафіолетових променів. Водяна сорочка дозволяє підтримувати певну температуру колагенової композиції. Пропелерний змішувач постійно перемішує колагенову композицію, що дозволяє проводити не локальне, а тотальне опромінення всього її об'єму. Наявність бокового тубусу дозволяє вводити композицію та здійснювати відбір проб у робочому режимі, що скорочує час обробки і зберігає ефект динамічної стабільності колагенової композиції. Заявлений спосіб здійснюється наступним чином. Для генерації опромінення використовувалось устаткування, в якому джерелом був гелій-неоновий лазер з l=633нм і потужністю 10-3Вт. Опромінення направляли через інтерференційний фільтр і мікрооб'єктив, розсіяне опромінення – на реактор із кварцового скла, що мав водяну сорочку, в який вводили колагенову композицію. Композиція постійно перемішувалася пропелерним змішувачем. Через боковий тубус вводили композицію та здійснювали відбір проб. Водяна сорочка була з'єднана з термостатом, у якому підтримувалася температура 40,0°С. Схема устаткування для проведення фотополімерізації у рідкій фазі представлена на фігурі 1, де 1 – лазерна трубка: 2 – інтерференційний фільтр; 3 – мікрооб’єктів; 4 – реактор; 5 – водяна сорочка; 6 – пропелерний змішувач; 7 – боковий тубус; 8 – термостат. Приклад. В устаткування для проведення фотополімеризації у рідкій фазі вносили готову колагенову композицію, яка за основу мала водний розчин колагену (масова частка 14%), гідрохінон (масова частка 0,01%), триетаноламін (масова частка 0,01%), метиленовий блакитний (масова частка 0,0001%). Концентрації речовин були підібрані з огляду на достатню їх кількість для здійснення реакції у рідкій фазі, але одночасно ці концентрації є достатньо малими, щоб не виявлятись у ІЧ-спектрі колагенової композиції і не маскувати появу нових структурних утворень у процесі опромінення гелій-неонового лазера. З моменту початку опромінення кожні 120хв відбирали проби, формували з них тонкі плівки і знімали ІЧ-спектри. У діапазоні 400-4000см-1 ІЧ-спектри знімали на спектрофотометрах Nexus 470 фірми "Nicolet" (США) та Pye-Unicam SP3-300 (США) в діапазоні 200-600см-1. Як базис у моделюванні деструкції сполучної тканини може бути використана колагенова композиція, яка відіграє роль матриці для введення активних компонентів. Тому спочатку був отриманий ІЧ-спектр тонкої колагенової плівки (10мкм), відлитої з рідкофазної основи (Фіг.2), параметри якого наведено нижче. Слід зауважити, що не всі характеристичні смуги колагену 28654 4 проявляються в ньому, оскільки реальна колагенова матриця має доволі значну товщину (10-25мкм). Віднесення частот смуг поглинання в ІЧспектрі нативної колагенової матриці: Тип коливань і відповідний структурний елемент ns -OH ns N-H nas C=O (амід І) ds N-H + n C-N (амід II) nаs C-O das N-H das -ОН З моменту початку опромінення кожні 120хв відбирали проби, формували з них тонкі плівки і знімали ІЧ-спектри. До початку опромінення здійснювали забір контрольної проби фотоколагенової системи, формували з неї тонку плівку і знімали її ІЧ-спектр. При зіставленні ІЧ-спектрів чистого колагену (Фіг.2), триетаноламіну (Фіг.3), гідрохінону (Фіг.4) з таким фотоколагенової системи видно, що на тлі ІЧ-спектра тонкої плівки колагенової композиції ідентифікуються лише характеристичні смуги з частотами, які відповідають колагену (Фіг.2). Це свідчить про вдалий підбір концентрацій триетаноламіну, гідрохінону і метиленового блакитного. Ці речовини не вносять відповідних порушень у ІЧ-спектр колагену. Поява нових смуг в ІЧ-спектрі під час опромінення буде свідчити про наявність функціональних фотоактивних груп, які і можуть відповідати за процес фотозшивки. Віднесення частот смуг поглинання в ІЧспектрі триетаноламіну (між скельцями КРС): Тип коливання і відповідний структурний елемент ns C-O das О-Н dS-СН2 в групі -СН2-N(трет) ns-CH2 в групі -СН2-N(трет) ns O-H Віднесення смуг поглинання в ІЧ-спектрі гідрохінону (таблетка з KВr): Тип коливання та відповідний структурний елемент ns-OH nas-OH ns C-O ds-OH ds C-H ароматичного кільця t С-Н ароматичного кільця ns C=C У процесі опромінення гелій-неоновим лазером через боковий патрубок відбирали проби кожні дві години, формували з них тонкі плівки і знімали їх ІЧ-спектри. У спектрах проб з експозиціями 2-10год не постерігалося суттєвих змін. Спектроскопічні зміни виявлялися у пробах з експозицією 12-22год, які сягали максимуму через 20год після початку опромінення. Вони характеризуються такими показниками частот хвильового числа (Фіг.5): вузька смуга достатньої інтенсивності з максимумом поглинання 820см-1, 5 28654 що відповідає позаплощинному деформаційному коливанню das=CH2; дублетна суга з максимумами 965-990см-1 відповідає позаплощинному деформаційному коливанню das=CH; синглетна смуга значної інтенсивності відповідає валентному симетричному коливанню ns=CH-C, максимум цієї смуги лежить у межах 1070см-1. У спектрах проб з експозиціями 24-36год спектральні зміни зменшувалися градуально. Відбувалося одночасне зменшення всіх вищенаведених характеристичних смуг, які лежать у діапазоні 820-1070см-1. У пробі з часом експозиції 42год вони сходили нанівець (спектр не мав відмінностей у порівнянні з вихідним). Описані вище явища дозволяють зробити висновок про утворення функціонально активної вінілоподібної групи R CH R CH CH2 R CH2 CH тобто відбувається утворення активного центру, здатного до подальшої структуризації, зокрема утворенню зшивок. Сам факт поступового зменшення інтенсивності смуг у діапазонах 8201070см-1 до їх повного зникнення свідчить про те, що після 20год експозиції системи починається "відпрацьовування" гідрохінону. Він уже не може стабілізувати процес фотополімеризації, стримувати фотоактивні групи R CH CH2 від наступної полімеризації, а фактично стабілізувати подвійний зв'язок -СН СН = 2. Внаслідок цього і спостерігається поступове зникнення характеристичних смуг у діапазоні 8201070см-1. Наше дослідження молекулярної системи в устаткуванні для проведення фотополімеризації у рідкій фазі підтверджує, що у колагені під дією опромінення утворюються подвійні зв'язки за схемою: R R hydroquinone R CH Вінільні функціональні групи, які формуються на бічних ланцюгових відгалуженнях колагену під дією опромінення гелій-неонового лазера, відповідають за процеси наступної структуризації колагену з подальшим утворенням зшивок між основними макроланцюгами. Джерела інформації 1. Медицинская косметика: Руководство: Пер. с болг. /Под ред. П. Михайлова. - М.: Медицина, 1984, 208с., ил. 2. Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха: Учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по спец. "Технология кожи и меха". - Изд. 2-е, перераб. и доп. /Головтеева А.А., Куциди Д.А., Санкин Л.Б.- М., Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 312с., ил. 3. Микроскопическая техника: Руководство /Под ред. Д.С. Саркисова и Ю.Л. Перова. - М.: Медицина, 1996. - 544с. у колагеновій композиції у результаті лазерного опромінення. Найімовірніше, що ці групи утворюються на бічних відгалуженнях колагенових ланцюгів, які мають максимальну рухомість, мінімальну кон'югацію з основним колагеновим ланцюгом. Наявність гідрохінону у системі дає змогу стабілізувати подвійні зв'язки вінільних груп, накопичити їх у системі до рівня концентрації, достатньої для ідентифікації методом ІЧ-спектроскопії. Одночасне зменшення інтенсивності всіх смуг у діапазоні 820-1070см-1 свідчить про розкриття подвійного зв'язку за приблизною схемою: R 6 CH2 CH2 7 28654 8