Мурзагильдина А.С., Давлетова Л.Н., д.х.н. проф. Кулиш Е.И.

Башкирский государственный университет, Россия

ХИТОЗАНОВЫЕ ПЛЕНКИ С ВКЛЮЧЕННЫМИ ФЕРМЕНТАМИ

Перспективным вариантом решения проблемы создания нетравмирующих сорбирующих покрытий для лечения ожоговых ран является применение покрытий на основе биодеградируемых, не нуждающихся в смене полимеров, например полимеров природного происхождения – хитозана (ХТЗ). Более того, применение пленочных хитозановых материалов, содержащих протеолитические ферменты, способных подавлять развитие раневой инфекции, позволит повысить эффективность использования хирургических средств и снизить вероятность нагноения.

Целью данной работы стало получение и модификация ферментсодержащих хитозановых пленок с иммобилизованными протеолитическими ферментными препаратами трипсином (ТП), пепсином (ПП) и коллагеназой (КЛГ), с контролируемым выходом ферментного препарата из пленки и высоким уровнем его активности. Количество ферментного препарата, удерживаемого хитозановой матрицей, определяли по данным элементного анализа продуктов взаимодействия, полученных при смешении водных растворов ферментов с 2% раствором ХТЗ в 1% уксусной кислоте с переосаждением реакционного раствора в изопропиловый спирт. Массовое соотношение ХТЗ: фермент составляло 2:1. УФ-спектры снимали на спектрофотометре «Specord-М 80». Пленочные покрытия ХТЗ-фермент формировали путем полива на поверхность стекла с последующим высушиванием на воздухе. Активность фермента в пленке определяли методом Ансона. В качестве способов модификации рассмотрены: термический отжиг, обработка раствором поверхностно-активного вещества - додецилсульфата натрия и добавление второго полимера – полисахарида природного происхождения, полианиона гелановой камеди.

Исследование УФ спектров растворов индивидуальных ферментов показало, что при добавлении в раствор сравнимого количества ХТЗ, интенсивность пика поглощения ферментных препаратов заметно возрастает, а максимум поглощения сдвигается в длинноволновую область в случае использования ТП и КЛГ, и в коротковолновую, в случае использования ПП, что свидетельствует о закреплении фермента на полимерной матрице. Различие в характере взаимодействия ХТЗ с изучаемыми ферментами обуславливается, очевидно, различным значением изоэлектрических точек ферментных препаратов. Количество ферментного препарата, прочно удерживающегося полимерной матрицей невелико и составляет порядка 2-3 % масс. при использовании ТП и КЛГ, и порядка 10% масс. при использовании ПП.

Количество ферментного препарата, комплексно-связанного с хитозановой матрицей не велико. Более того, все хитозановые пленки, полученные из уксусной кислоты, в так называемой солевой форме, являются водорастворимыми. Вести речь о пролонгированной энзимотерапии в этом случае нельзя. Таким образом, хитозановая матрица нуждается в модификации, цель которой – придание пленкам свойства нерастворимости в воде.

Подходы, позволяющие перевести хитозановую пленку в нерастворимую в воде форму, известны. Это, во-первых, обработка пленки мицеллярным раствором ПАВ, например, додецилсульфатом натрия и, во-вторых, термическое модифицирование пленок. В результате применения этих способов модификации хитозановая пленка теряла растворимость в воде и скорость выхода фермента из пленки существенно замедлялась. Однако, к сожалению, при этом фермент терял свою протеолитическую активность.

Хитозановая пленка может потерять способность растворяться в воде и вследствие образования полиэлектролитного комплекса, например, при взаимодействии ХТЗ с другим полисахаридом природного происхождения –полианионом гелановой камедью. Выход ферментного препарата из такой нерастворимой в воде полимерной композиции, естественно, будет существенно более медленным, нежели из немодифицированной хитозановой пленки. Обращает на себя внимание тот факт, что скорость выхода ферментного препарата коррелирует с его количеством, комплексносвязанным с полимерной матрицей. Так, именно в случае использования в качестве ферментного препарата ПП, который наиболее интенсивно связывается с ХТЗ, наблюдается самый медленный выход. Во всех рассматриваемых случаях, добавление гелановой камеди не снижало их нативную активность.

Таким образом, анализируя условия получения и модификации ферментсодержащих пленочных материалов на основе хитозана следует признать, что практический интерес может представлять способ модификации вторым полимером. Именно при модификации с использованием второго полимера достигаются положительные результаты не только по уменьшению скорости выхода ферментных препаратов, но и сохранению их протеолитической активности на высоком уровне.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и республики Башкортостан (грант р_поволжье_а № 11-03-97016)