Лаборатория модифицированных полимерных систем (1637)

Заведующий лабораторией:  д.х.н., проф., Соловьева Анна Борисовна. Scopus Author ID  7006133768   ORCID: 0000-0003-1963-040 ID РИНЦ  46533 WOS Rese ID  R-3014-2016, F-2467-2019 h-index Web- 11 E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ; Тел.: +7 (495) 939-73-95 мест. 73-95

 Основное направление работ лаборатории – создание и исследование физико-химических свойств  функциональных полимерных систем, полученных химической модификацией или введением в полимеры низко- и высокомолекулярных соединений.

В круг интересов лаборатории входят:

-    разработка полимерных фотосенсибилизирующих систем на основе комплексов порфиринов или красителей с амфифильными полимерами и полисахаридами для фотодинамической терапии и фотокатализа;

-   получение в среде сверхкритического диоксида углерода

- фотоактивных полимерных систем;

- пролонгированных форм  биологически активных соединений;

- биоразлагаемых полимеризационно-способных композиций для регенеративной медицины,

- разработка количественных методов анализа структуры поверхности полимеров и композиций на основе данных АСМ

Основные достижения

1. Комплексы порфиринов с амфифильными полимерами и полисахаридами для фотодинамической терапии и фотокаталитического окисления

1.1. Разработаны комплексы порфиринов  с амфифильными полимерами и полисахаридами – активные фотосенсибилизирующие системы для фотодинамической терапии. ФДТ с полученными комплексами  в 10-30 раз эффективнее  традиционного лечения  при обработке опухолей, модельных ран у лабораторных животных и  гнойных ран у пациентов (см.рис.1) [Патенты РФ, №№ 2314806, 2396994].

Рис.1. Применение комплекса плюроник F127 - фотодитазин  (0,1%ФД)

при лечении гнойно-некротической раны лопаточной области у больного Н. (33 года)

1.2. Методом сверхкритической флюидной импрегнации получены полимерные фотокаталитические системы на основе фторсодержащих порфиринов, иммобилизованных на сульфокатионитных полимерах, обладающие высокой активностью в процессах фотоокисления олефинов. Показано, что в присутствии полученных фотокаталитических систем меняется механизм реакций фотоокисления стероидных олефинов, в частности, холестерина, и вместо обычно наблюдаемых перекисных производных стероидов, происходит раскрытие В-цикла стероида и образуется 6b-формил-В-норхолестан-3b,5b- диол, обладающий высокой противораковой активностью. Эта новая реакция в химии стероидов [Патент РФ, № 2281289].

3. Пролонгированные лекарственные формы

 Импрегнацией хитозана в сверхкритическом диоксиде углерода триарилимидазолами (ТАИ) получены композиции, содержащие в количестве 0,1-3%масс ТАИ. ТАИ –биологически активные вещества, обладающие  противораковой и нейромодуляторной активностью. Показано, что ТАИ выделяются из хитозановой матрицы в буферный раствор, моделирующий желудочный сок с контролируемой скоростью, определяемой природой полимера и параметрами ск-импрегнации.

4. Материал для имплантатов на основе модификацированных полиэфиров гидроксикарбоновых кислот,

В среде сверхкритического диоксида углерода осуществлена модификация концевых групп полилактида с получением полимеризационно-способных метакрилатных производных полимера.  Методом двухфотонной полимеризации на основе модифицированного ПЛА получены материалы, с хорошими физико-мханическими свойствами, нетоксичные, обладающие адгезией к клеткам и  пригодные для изготовления имплантатов.

5. АСМ в анализе поверхностной структуры полимерных материалов

Использование атомно-силовой микроскопии позволило установить, как меняется при модификации полимеров структура их поверхности. 

В рамках методологии фликкер-шумовой спектроскопии (ФШС), разработанной в лаборатории на основе данных АСМ удалось установить параметры структуры поверхности в нанометровом диапазоне. Это  открывает возможность решения практических проблем стандартизации рельефа хаотических поверхностей материалов (полимеров, нанокомпозитов, нанесенных катализаторов, антикоррозионных покрытий), функциональные свойства которых определяющим образом зависят от особенностей структуры поверхности в нанометровом диапазоне. Разрабатываемая в лаборатории ФШС-параметризация может стать основой для установления стандартов структуры поверхностей разного типа.

                             а                                              б                                                     в         

 На рис приведены АСМ-изображения размером 100х100 мкм участков  поверхности пленок, отлитых из водных растворов полисахаридов  - альгината натрия – (а), исходного хитозана – б) 2-х компонентного раствора альгинат натрия - хитозан – (в).

Избранные публикации:

1. A. B. Solov’eva, B. I. Zapadinskii, and A. A. Berlin. New Technology of Production of Optically Transparent Polymer Compositions Containing Capsulated Nanosized Aggregates

of Photoactive Compounds. Polymer Science, Series D. Glues and Sealing Materials, 2011, Vol. 4, No. 3, pp. 259–266

2. Толстых П.И., Соловьева А.Б, Аксенова Н.А., Сорокатый А.А. Комплексное лечение длительно незаживающих ран и трофических язв венозного генеза с использованием фотодинамической терапии и современных биологически активных раневых покрытий Московский хирургический журнал, т.1, №17, с.13-19, 2011.
3. S.L.Kotova, V.A.Timofeeva, G.V.Belkova, N.A.Aksenova, A.B.Solovieva.Porphyrin effect onto the surface morphology of amphiphilic polymers as observed by atomic force microscopy. Micron. 43 (2012) 445–449.
4. С. Ф. Тимашев, А. Б. Соловьева, Е. Ю. Буслаева, С. П. Губин. Концертные процессы в среде сверхкритических флюидов. ЖФХ, 2013, том 87, № 1, с. 126–134.
5. Aksenova N. A., Zhientaev T. M., Brilkina A. A., Dubasova L. V., Ivanov A. V., Timashev P. S., Melik-Nubarov N. S., Solovieva A. B. Polymers as enhancers of photodynamic activity of chlorin photosensitizers for photodynamic therapy. Photonics & Lasers in Medicine, 2013, vol. 2, № 3, p. 189-198.
6. Vladimir B. Tsvetkov, Anna B. Solov’eva, Nickolay S. Melik-Nubarov. Physical Chemistry Chemical Physics. Computer modeling of the complexes of Chlorin e6 with amphiphilic polymers. 2014, 16, 10903-10913 (IF 4,198).
7. Complexes of Chlorin e6 with Pluronics and Polyvinylpyrrolidone: Structure and Photodynamic Activity in Cell Culture. Timur M. Zhiyentayev, Umed T. Boltaev, Anna B. Solov’eva, Nadezhda A. Aksenova, Nickolay N. Glagolev, Alexander V. Chernjak and Nickolay S. Melik-Nubarov Photochemistry and Photobiology , 2014, 90: 171–182.
8. T. G. Rudenko, A. B. Shekhter, A. E. Guller, N. A. Aksenova, N. N. Glagolev, A. V. Ivanov, R. K. Aboyants, S. L. Kotova and A. B. Solovieva.Specific Features of the Wound Healing Process Occurring Against the Background of Phootodynamic Therapy Using Fotoditazin Photosensitizer-Amphiphilic Polymer Complexes.  Photochem. Photobiol. 2014, 2014, v. 90, р.р. 1413–1422.
9. Kardumyan V.V., Aksenova N.A., Chernyak A.A., Glagolev N.N., Volkov V.I, Solovyova A.B. The influence of temperature on the photooxidation rate of tryptophan in the presence of complexes of porphyrins with amphiphilic polymers. Laser Physics, 25 (2015) 04, 6002.
10. Svetlana L. Kotova, Peter S. Timashev, Anna E. Guller, Anatoly B. Shekhter, Pavel I. Misurkin, Victor N. Bagratashvili and Anna B. Solovieva. Collagen Structure Deterioration in the Skin of Patients with Pelvic Organ Prolapse Determined by Atomic Force Microscopy. Microsc. Microanal. 21, 324–333, 2015. doi:10.1017/S1431927615000148.
11. Ekaterina D. Maximova, Evgeny B. Faizuloev, Alexandra A. Nikonova, Svetlana L. Kotova , Anna B. Solov’eva, Vladimir A. Izumrudov, Ekaterina A. Litmanovich,

Elena V. Kudryashova, Nickolay S. Melik-Nubarov. Cross-linking as a tool for enhancement of transfection efficiency of cationic vectors. European Polymer Journal. 69 (2015) 110–120.

Избранные публикации лаборатории 1637 (2016-2021)

1. Shashkova V.T., Matveeva I.A., Glagolev N.N., Zarkhina T.S., Cherkasova A.V., Timashev P.S., Kotova S.L., Solovieva A.B. Synthesis of polylactide acrylate derivatives for the preparation of 3D structures by photo-curing // Mendeleev Communications. – 2016. – Т. 5. – №. 26. – С. 418-420.

DOI: 10.1016/j. men.comm.2016.09.018

Q2

2. Timashev P.S., Kotova S.L., Belkova G.V., Solovieva A.B., Gubar'Kova E.V., Timofeeva L.B., Gladkova N.D. Atomic force microscopy study of atherosclerosis progression in arterial walls // Microscopy and Microanalysis. – 2016. – Iss. 22. – № 2. – P. 311-325.

DOI: 10.1017/S1431927616000039

Q2

3. Cherkasova, A. V., Glagolev, N. N., Shienok, A. I., Demina, T. S., Kotova, S. L., Zaichenko, N. L., T.A. Akopova, P.S. Timashev,  Bagratashvili V.N., Solovieva, A. B. Chitosan impregnation with biologically active tryaryl imidazoles in supercritical carbon dioxide // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. – 2016. – Iss. 27. – № 9. – P. 1-8. № 141.

DOI: 10.1007/s10856-016-5753-y

Q2

4. Solovieva A.B., Kopylov A.S., Savko M.A., Zarkhina T.S, Lovskaya D.D., Lebedev A.E., Menshutina N.V, Krivandin A.V., Shershnev I.V., Kotova S.L., Timashev P.S. Photocatalytic properties of tetraphenylporphyrins immobilized on calcium alginate aerogels. Sci Rep 7: 1–10. – 2017.

DOI: 10.1038/s41598-017-12945-9

5. Solovieva A.B., Cherkasova A.V., Glagolev N.N., Kopylov A.S., Timashev P.S., Tsypina S.I., Bagratashvili V.N. Stable “coloured” states of spirooxazine photochrom molecules immobilized in polymer matrixes by supercritical carbon dioxide // Journal of Molecular Liquids. – 2017. – Т. 239. – С. 74-82.

DOI: 10.1016/j.molliq.2016.12.063

6. Solovieva A.B, Kardumian V.V., Aksenova N.A., Belovolova L.V., Glushkov M.V., Bezrukov E.A., Sukhanov R.B., Kotova S.L., Timashev P.S. Optimization of photosensitized tryptophan oxidation in the presence of dimegin-polyvinylpyrrolidone-chitosan systems //Scientific Reports. – 2018. – Т. 8. – №. 1. – С. 1-8. №: 8042.

DOI: 10.1038/s41598-018-26458-6 

7. Solovieva A.B., Vanin A.F., Shekhter A.B., Glagolev N.N., Aksenova N.A., Mikoyan V.D., Kotova S.L., Rudenko T.G., Fayzullin A.L., Timashev P.S. Is it possible to combine photodynamic therapy and application of dinitrosyl iron complexes in the wound treatment? // Nitric Oxide - Biology and Chemistry. – 2019. – V. 83. - Pp. 24 – 32.

DOI: 10.1016/j.niox.2018.12.004

Q2 

8. Solovieva, A.B., Rudenko, T.G., Shekhter, A.B., Glagolev, N.N., Spokoinyi, A.L., Fayzullin, A.L., Aksenova, N.A., Shpichka, A.I., Kardumyan, V.V., Timashev, P.S. Broad-spectrum antibacterial and pro-regenerative effects of photoactivated Photodithazine-Pluronic F127-Chitosan polymer system: In vivo study // Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology.-2020.-V. 210.- № 111954.

DOI: 10.1016/j.jphotobiol.2020.111954

9. Kardumyan V.V. , Aksenova N.A., Glagolev N.N.,  Timashev P.S. and  Solovieva A.B. Influence of acetic acid on the photocatalytic activity of photosensitiser– amphiphilic polymer complexes in the oxidation reaction of tryptophan // Journal of chemical physics. - 2020.-V. 152. - № 194901

DOI: 10.1063/5.0007362

10. Gafarova E.R., Grebenik E.A., Lazhko A.E., Frolova A.A., Kuryanova A.S., Kurkov A.V., Bazhanov I.A., Kapomba B.S., Kosheleva N.V., Novikov I.A., Shekhter A.B., Golubeva E.N.,

Soloviova A.B. and Timashev P.S. Evaluation of Supercritical CO2-Assisted Protocols in a Model of Ovine Aortic Root Decellularization  // Molecules.- 2020.- V.25(17).- 3923.

DOI: 10.3390/molecules25173923

11. Kardumyan V.V., Aksenova N.A., Timofeeva V.A., Krivandin A.V., Shatalova O.V., Dubovik A.S., Plashchina I.G., Timashev P.S., Solovieva A.B. Effect of chitosan on the activity of water-soluble and hydrophobic porphyrin photosensitizers solubilized by amphiphilic polymers // Polymers. – 2021. – V. 13 (71). - № 1007.

DOI: 10.3390/polym13071007

.