Развитие медицины и фармацевтической промышленности обуславливает необходимость в разработке новых материалов, обладающих заданными свойствами. Свойства материалов определяются химическим составом и структурой. Например, формирование иерархической структуры материалов на основе биополимеров позволяет получить высокоэффективные матриксы для роста клеток. Заданная структура обеспечивает высокую пролиферативную активность клеток за счет улучшения подвода питательных веществ к клеткам и отвода продуктов метаболизма. Одним из подходов к формированию иерархической структуры является вспенивание в среде диоксида углерода. В данной работе представлено исследование процесса формирования иерархической пористой структуры в аэрогелях на основе альгината натрия методом вспенивания в среде диоксида углерода. Проведено варьирование концентрации сшивающего агента (1.5 и 2%масс.), давления (50 и 100 бар) и времени проведения процесса (1 и 3 ч). Оценка формирования иерархической пористости проводилась с использованием методов азотной порометрии и сканирующей электронной микроскопии. В ходе исследования определено влияние параметров процесса получения на конечные характеристики аэрогелей. На основании полученных результатов установлено, что данный метод позволяет получать аэрогели на основе альгината натрия с различной плотностью 87-413 кг/м³, удельной площадью поверхности 112-269 м²/г и заданной как макропористой, так и мезопористой структурой.
Гибридные аэрогели на основе биополимеров представляют собой перспективные материалы для биомедицинских применений благодаря уникальной контролируемой пористой структуре, биосовместимости. Широкое распространение получили такие биополимеры, как альгинат и хитозан, однако, их индивидуальные аэрогели зачастую обладают ограниченной стабильностью, низкой антибактериальной активностью. В данной работе разработан новый метод получения гибридных аэрогелей альгинат-хитозан, направленный на преодоление этих ограничений. Предложенный подход позволяет получить материалы с высокой удельной поверхностью (до 273 м2/г), объемом мезопор (до 1,37 см3/г) и антибактериальной активностью в отношении Staphylococcusepidermidis и Escherichiacoli. Разработанные гибридные аэрогели могут быть использованы в качестве изделий медицинского назначения (раневые покрытия, имплантаты) и систем доставки лекарственных средств. Исследование вносит вклад в разработку экологически безопасных материалов, актуальных для решения задач медицины и фармацевтики, и предоставляет основу для дальнейшей оптимизации функциональных свойств гибридных аэрогелей на основе биополимеров.
В данной работе исследован процесс сверхкритической адсорбции эритромицина в частицы аэрогеля на основе хитозана. Частицы аэрогеля с внедренным эритромицином были получены с использованием сверхкритического диоксида углерода. Внедрение проводилось при варьировании температуры и времени процесса. В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований процесса сверхкритической адсорбции эритромицина. В ходе исследования были определены массовые загрузки для всех полученных образцов, проведен рентгенофазовый анализ кристаллического эритромицина и всех образцов, получены кривые высвобождения эритромицина. На основе результатов аналитических исследований были выбраны параметры проведения процесса сверхкритической адсорбции для достижения необходимого содержания антибиотика в порах частиц аэрогеля на основе хитозана, которые имеют потенциал применения в качестве местных гемостатических средств.