Материалы
САМЧЕНКО Ю.М., КЕРНОСЕНКО Л.О., ГОНЧАРУК О.В., ПОЛТОРАЦЬКА Т.П., ПАСМУРЦЕВА Н.О., СТЕРНИК Д., КОСОРУКОВ П.О., КРИКЛЯ С.О. ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ И рН-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ГИДРОГЕЛЕВЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ С МАГНИТНЫМ ЛАПОНИТОМ
УДК 644.773.432
DOI: 10.15407/zht2018.64.049
статьяСАМЧЕНКО Ю.М., КЕРНОСЕНКО Л.О., ГОНЧАРУК О.В., ПОЛТОРАЦЬКА Т.П.,
ПАСМУРЦЕВА Н.О., СТЕРНИК Д., КОСОРУКОВ П.О., КРИКЛЯ С.О.
Институт биоколоидной химии им. Ф. Д. Овчаренко НАН Украины
Кафедра физической хімії твердого тела, химический факультет, Университет Марии Кюри-Склодовской, Люблин, Польша
ТЕРМОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ И рН-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ГИДРОГЕЛЕВЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ С МАГНИТНЫМ ЛАПОНИТОМ
Синтезированы термочувствительные и рН-чувствительные нанокомпозиты на основе магнитоуправляемого лапонита. Показано, что полученные физически сшитые гидрогели на основе N-изопропилакриламида характеризуются фазовым переходом от набухшего до сколлапсированного состояния при нагревании выше 32°С и ростом интенсивности фазового перехода с уменьшением частоты сшивания. В то же время, нанокомпозиты на основе акриловой кислоты характеризуются четкой рН-зависимостью своих свойств. Синтезированные нанокомпозиты на основе магнитного лапонита и акриловых мономеров охарактеризованы с использованием сканирующей электронной микроскопии, инфракрасной и лазерной корреляционной спектроскопии, рентгенофазового анализа. Сделан вывод о перспективности применения синтезированных гидрогелей в качестве магнитоуправляемой платформы для адресной доставки и высвобождения лекарственных средств.
Ключевые слова: лапонит магнитный, нанокомпозит гидрогелевый, термочувствительные гидрогели, рН-чувствительные гидрогели, транспорт лекарств
ЛИТЕРАТУРА
1. Langer R., Tirrell D. Designing materials for biology and medicine. Nature, 2004. V. 428. P. 487.
2. Van Vlerken L., Amiji M. Multi-functional polymeric nanoparticles for tumour-targeted drug delivery. Expert Opin. DrugDeliv., 2006. V. 3. P. 205.
3. Haley B., Frenkel E. Nanoparticles for drug delivery in cancer treatment. Urol. Oncol., 2008. V. 26. P. 57.
4. Kruti S. Soni, Swapnil S. Nanogels: An overview of properties, biomedical applications and obstacles to clinical translation. Journal of Controlled Release, 2016. V. 240. P. 109-126.
5. Asadian-Birjand M., Sousa-Herves A., Steinhilber D., Cuggino J. C. Functional Nanogels for Biomedical Applications. Curr. Med. Chem., 2012. V. 19. Р. 5029–5043.
6. Xianjing Zhout, Yuanyuan Zhou, Jingjing Niet, Zhichao Ji, Junting Xut, Xinghong Zhang, Binyang Du Thermosensitive Ionic Microgels via Surfactant-Free Emulsion Copolymerization and in Situ Quaternization Cross-Linking. Appl. Mater. Interfaces., 2014. Р. 4498–4513.
7. Steinhilber D., Rossow T., Wedepohl S., Paulus F., Haag R. Biocompatible functionalized polyglycerol microgels with cell penetrating properties Chem., Int. Ed., 2013. V. 52. Р.13538–13543.
8. Molina M., Giulbudagian M. and Calder nM. Macromol. Chem. Phys., 2014. V. 215. Р. 2414–2419.
9. Zha L., Banikand B., Alexis F. Soft Matter. Stimulus responsive nanogels for drug delivery. Soft Matter., 2011. V.7. Р. 5908–5916.
10. Shah N., Patel R. Formulation and development of hydrogel for poly acrylamide-co-acrylic acid. JPSBR, 2014. V. 4, № 1. P. 114–120.
11. Spizzirri U. G., Altimari I., Puoci F. Innovative antioxidant thermo-responsive hydrogels by radical grafting of catechin on inulin chain. Polym J., 2011. V. 84. P. 517–523.
12. Gao H., Wang N., Hu X. Double Hydrogen-Bonding pH-Sensitive Hydrogels Retaining High-Strengths Over a Wide pH Range. Macromolecular rapid communications, 2013. V. 34, №1. P. 63–8.
13. Самченко Ю.М., Долинський Г.А., Пасмурцева Н.О., Полторацька Т.П., Ульберг З.Р., Гамалія М.Ф. Гідрогелеві нанокомпозити для термоініційованого вивільнення фотосенсибілізаторів. Наукові записки НаУКМА. Хімічні науки і технології, 2015. Т. 170. С.34–39.
14. Haraguchi K., Takehisa T., Fan S. Effects of clay content on the properties of nanocomposite hydrogels composed of poly(N-isopropylacrylamide) and clay. Macromolecules, 2002. V. 35. P. 10162 - 10171.
15. Liu, Y., Zhu, M.F., Liu, X.L., Zhang, W., Sun, B., Chen, Y.M., Adler, H.P. High clay content nanocomposite hydrogels with surprising mechanical strength and interesting deswelling kinetics. Polymer, 2006. V. 47. P. 1–5.
16. Xiong, L.J., Hu, X.B., Liu, X.X., Tong, Z. Network chain density and relaxation of in situ synthesized polyacrylamide/hectorite clay nanocomposite hydrogels with ultra-high sensibility. Polymer, 2008. V. 49. P. 5064–5071.
17. Kokabi, M., Sirousazar, M., Hassan, Z.M. PVA–clay nanocomposite hydrogels for wound dressing. Eur. Polym. J., 2007. V. 43. P. 773–781.
18. Wang, Y., Chen, D.J. Preparation and characterization of a novel stimuli-responsive nanocomposite hydrogel with improved mechanical properties. J. Colloid Interface Sci., 2012. V. 372. P. 245–251.
19. Okay, O., Oppermann, W. Polyacrylamide–clay nanocomposite hydrogels: rheological and light scattering characterization. Macromolecules, 2007. V. 40. P. 3378–3387.
20. Huili Li, Renbao Gu, Shimei Xu Surfactant-assisted synthesis of a transparent ionic nanocomposite hydrogel. Applied Clay Science, 2014. V. 101. P. 335–338.
21. Shibayama, M., Suda, J., Karino, T., Okabe, S., Takehisa, T., Haraguchi, K. Structure and dynamics of poly(N-isopropylacrylamide) – clay nanocomposite gels. Macromolecules, 2004. V. 37. P. 9606–9612.
22. Haraguchi, K., Farnworth, R., Ohbayashi, A., Takehisa, T. Compositional effects on mechanical properties of nanocomposite hydrogels composed of poly(N,N-dimethylacrylamide) and clay. Macromolecules, 2003. V. 36. P. 5732–5741.
23. Korotych О., Samchenko Yu., Boldeskul I., Ulberg Z., Zholobak N., Sukhodub L. N-isopropylacrylamide-basedfine dispersed thermosensitive ferrogels obtained via in-situ technique. Materials Science and Engineering, 2013. V. 33. P. 892–900.
24. Manilo M., Lebovka N., Barany S. Electrokinetic study of impact of laponite platelets on stabilization of carbon nanotubes in aqueous suspensions. Materials Science and Engineering, 2015. V. 40. P. 96–104.