Сікач А.В. Розробка ранових покриттів на основі природних полісахаридів та їх комплексів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії у галузі знань 10 «Природничі науки» за спеціальністю 102 «Хімія». – Національний університет «Києво-Могилянська академія», Київ, 2026.
Дисертаційна робота присвячена розробці полісахаридних матриць з бажаними структурними та функціональними властивостями для формування сучасних ранових покриттів. Для цього вдосконалено методики формування, що забезпечують утворення ранових покриттів, які поєднують ефективне вологоутримування завдяки контролю набухання, поруватості, що потенційно забезпечує газообмін та сприяє пришвидшенню загоєння рани, стабільну структуру та здатні до контрольованої і рН-чутливої доставки активних фармацевтичних інгредієнтів (АФІ). Окрім того, досліджено можливість іммобілізації в сформовані матриці АФІ різної хімічної природи та їх комбінацій для вивчення впливу способу їх іммобілізації на вивільнення та терапевтичний ефект антибактеріальних ранових покриттів.
В тексті дисертації представлено підхід до цілеспрямованого регулювання властивостей альгінатних плівок хімічною модифікацією альгінату та варіюванням джерела йонів Ca2+, що забезпечують зшивання. Показано, що модифікування альгінату октан-1-аміном розширює можливості іммобілізації гідрофобних та амфіфільних АФІ завдяки міцелоутворенню. Окрім того, використання октан-1-аміду для формування альгінатних плівок забезпечило збільшення рН-чутливості та пролонгованості вивільнення етонію порівняно з матрицями на основі натрій альгінату.
Метод зшивання йонами Ca2+, що утворюються під час розкладання диспергованих в полісахаридній матриці мікрочастинок кальциту досліджено та використано для покращення поруватості йонно зшитих плівок на основі альгінатів. В такий спосіб йони Ca2+ in situ зшивають полісахаридні ланцюги, а в місцях розкладання мікрочастинок утворюються макропори. Такий метод засвідчив варіабельність альгінатних плівок, зшитих Ca2+ як систем доставки ліків, де зміна способу введення йонів радикально впливає на профіль вивільнення іммобілізованого АФІ. Встановлено, що етоній в присутності мікрочастинок кальциту сорбується на його поверхні, що спричиняє локалізацію АФІ в утворених під час зшивання макропорах. В результаті плівки незалежно від природи полісахаридної матриці характеризуються імпульсністю вивільнення, що значно відрізняється від плівок, зшитих класичним способом.
В результаті дослідження розроблено та вивчено властивості плівок на основі комплексу натрій альгінат-хітозан, а також їх модифікованої версії, наповненої натрій гіалуронатом. Для формування плівок використано метод пригнічення йонних взаємодій що нівелює електростатичні взаємодії між полісахаридами. На основі порівняння рН-чутливості та ступенів набухання одержаних плівок встановлено, що співвідношення полісахаридів 1:1 є оптимальним. Вивчення сформованих плівок засвідчило, що KBr виконує подвійну функцію: агента, що створює йонну силу та пороутворювача. Наповнення плівок натрій гіалуронатом забезпечило збільшення розвиненості поруватої структури та зменшення шорсткості поверхні. Водночас обидва типи плівок після вимивання KBr засвідчили збереження структурної стабільності, що робить їх перспективними кандидатами для ранових покриттів, що можуть забезпечити механічний захист рани без створення оклюзійного ефекту.
Продемонстровано можливості сформованих поліелектролітних плівок до іммобілізації модельних АФІ за допомогою стратегій співосадження та сорбції. Вивчення морфології отриманих покриттів засвідчило вплив способу іммобілізації АФІ на мікроструктуру: сорбція АФІ призводить до формування більш розвиненої поверхні. Встановлено вплив хімічної природи та способу іммобілізації на рН-чутливість та кінетику вивільнення АФІ. Хітозан зв’язує аніонні АФІ, що спричиняє рН-чутливість та пролонгованість вивільнення. Натомість катіонні АФІ майже не взаємодіють з альгінатом, що зменшує вплив матриці на профіль та рН-чутливість вивільнення. Введення натрій гіалуронату як наповнювача альгінат-хітозанової матриці зменшує кількість зв’язків аніонний АФІ-хітозан, сприяючи більш швидкому вивільненню, майже не впливаючи на іммобілізацію та вивільнення етонію. Дослідження антибактеріальної активності плівок з іммобілізованими антибактеріальними АФІ та їх комбінацією з різною концентрацією відносно двох штамів E. coli засвідчило найбільш виражену антибактеріальну дію плівок з співосадженим ципрофлоксацином, а його комбінування з етонієм дозволяє зберегти рівень антибактеріальної активності за двократного зменшення вмісту АФІ.
Ключові слова: ранові покриття, полісахариди, поліелектролітні комплекси, модифікування, набухання, поруватість, сорбція, доставка лікарських засобів, вивільнення лікарських засобів, рН-чутливість, гідрогель, антибактеріальна активність, морфологія, ІЧ спектроскопія, диференційна сканувальна калориметрія.
