ŠVIESAI JAUTRIŲ HIDROGELIŲ SINTEZĖ IŠ ŽELATINOS, TYRIMAS IR TAIKYMAS BIOLOGINĖSE SISTEMOSE

Ištrauka

Bakalauro baigiamasis darbas
ŠVIESAI JAUTRIŲ HIDROGELIŲ SINTEZĖ IŠ ŽELATINOS,
TYRIMAS IR TAIKYMAS BIOLOGINĖSE SISTEMOSE

TURINYS
SANTRUMPŲ SĄRAŠAS...................................................................................................................5
ĮVADAS...............................................................................................................................................6
1. LITERATŪROS APŽVALGA.....................................................................................................7
1.1 Želatina..................................................................................................................................7
1.1.1 Želatinos tipai.................................................................................................................8
1.1.2 Želatinos sudėtis ir fizikinės savybės.............................................................................8
1.2 Metileno mėlynasis (MM) dažas............................................................................................9
1.3 Fotodinaminė terapija..........................................................................................................10
1.4 Hidrogeliai............................................................................................................................11
1.4.1 Hidrogelių klasifikacija.................................................................................................11
1.4.2 Hidrogelių sintezė iš želatinos......................................................................................11
1.4.3 Hidrogelių taikymas žaizdų gydymui...........................................................................13
1.5 Fermentas tripsinas..............................................................................................................13
2. MEDŽIAGOS IR METODAI.....................................................................................................15
2.1 Prietaisai...............................................................................................................................15
2.2 Medžiagos............................................................................................................................15
2.3 Metodai................................................................................................................................15
2.3.1 Želatinos „Innoskin“ gryninimas..................................................................................15
2.3.2 Želatinų želatinacijos temperatūrų nustatymas.............................................................16
2.3.3 Želatinos tirpalų klampos matavimas...........................................................................16
2.3.4 Želatinų molekulinių masių nustatymas viskozimetriniu būdu....................................16
2.3.5 Hidrogelių sintezė.........................................................................................................17
2.3.6 Hidrogelių analizė.........................................................................................................17
2.3.7 Hidrogelių sintezė su metileno mėlynuoju (MM) dažu................................................18
2.3.8 Hidrogelių kartotinis brinkinimas.................................................................................18
2.3.9 MM kalibracinė kreivė.................................................................................................18
2.3.10 MM išplovimas iš hidrogelių........................................................................................18
2.3.11 Želatinos fermentinė hidrolizė......................................................................................18
2.3.12 Hidrogelių fermentinė hidrolizė ir MM kiekio nustatymas..........................................18
2.3.13 ROS nustatymas............................................................................................................19
3. REZULTATAI............................................................................................................................20
3.1 Želatinų tyrimas...................................................................................................................20
3.2 Hidrogelių sintezė................................................................................................................22
3.3 Hidrogelių kartotinis brinkinimas........................................................................................23
3.4 MM išplovimas iš hidrogelių...............................................................................................23
3.5 Želatinos ir hidrogelių fermentinė hidrolizė........................................................................24
3.6 ROS nustatymas...................................................................................................................27
IŠVADOS...........................................................................................................................................28
LITERATŪROS SĄRAŠAS..............................................................................................................29
SANTRAUKA....................................................................................................................................32
SUMMARY........................................................................................................................................33
PADĖKA............................................................................................................................................34

ĮVADAS
Septintojo dešimtmečio pradžioje želatina tapo tyrimų centru, tačiau želatinos išgavimo
efektyvumas ir panaudojimas yra modifikuojami ir tobulinami iki šiol. Želatina yra natūralus
baltymas, gaunamas denatūruojant ir dalinai hidrolizuojant kolageną, o panaudojamas maisto,
farmacijos, biomedicinos ir pramonės srityse. Taip pat želatina yra vienas iš pagrindinių
komponentų hidrogelių gamyboje, kurie yra biologiškai skaidūs, suderinami, hidrofiliški, klampūs,
minkšti ir purūs. Hidrogeliai yra potenciali tyrimų sritis dėl jų pritaikymo galimybių, ypač žaizdų
gydymui ir audinių atstatymui. Todėl svarbu ištirti želatinų savybes, kurios padėtų hidrogelių
tyrimams ir analizei [1-3].
Hidrogeliai yra sudaryti iš polimerų grandinių, kurios susiūtos tarpusavyje ir sudaro tinklo
struktūrą. Tokie hidrogeliai gali sugerti didelius skysčių kiekius, lyginant su jų mase. Dėl didelio
vandens kiekio, minkštos struktūros ir akytumo hidrogeliai panašūs į gyvus audinius. Daugelis
natūralių medžiagų, tokių kaip kolagenas, želatina, fibrinas, hialurono rūgštis, heparinas, alginatas,
pektinas, chitozanas ir kiti, yra naudojami hidrogeliams formuoti, o kai kurie geliai jau yra
naudojami biomedicinoje [4].
Pastarųjų metų tyrimai rodo, kad hidrogeliai taikomi įvairiose srityse, tokiose kaip žemės
ūkis, maisto pramonė, biotechnologijoje kaip biomedžiagos, medicinoje kaip vaistų tiekimo
sistema, audinių inžinerija ir regeneracija. Hidrogeliai taip pat pradėti naudoti lėtinių žaizdų
gydymui. Milijonai žmonių bent kartą savo gyvenime susiduria su lėtinėmis žaizdomis, kurių
gydymas trunka ilgai, o greitesnis ir efektyvesnis gydymas brangus. Esami gydymo metodai
nevisada efektyvūs – galima randų tikimybė, užsitęsęs gydymas padidina infekcijų riziką, taip
prailgėja gijimo trukmė, padidėja atsparumas antibiotikams, o tai veikia pacientų psichologinę
sveikatą. Tikėtina, kad nauji hidrogeliai leis veiksmingai gydyti chronines žaizdas [4, 5].
Šiam darbui pasirinkta išbandyti hidrogelių sintezę iš želatinos su metileno mėlynuoju dažu,
siekiant išnaudoti jo kaip fotosensibilizatoriaus antibakterines savybes.
Darbo tikslas ― ištirti ir susipažinti su skirtingais želatinos variantais, susintetinti
hidrogelius ir ištirti jų fermentinę hidrolizę.
Darbo uždaviniai:
1. Išmatuoti keturių želatinų klampą skirtingose temperatūrose
2. Nustatyti želatinų molekulinę masę
3. Susintetinti hidrogelius be ir su metileno mėlynuoju (MM) dažu
4.Naudojant fermentą tripsiną hidrolizuoti hidrogelius ir nustatyti MM dažo išsiskyrimo tendenciją
5. Nustatyti aktyvaus deguonies (1O2) išsiskyrimo kinetiką