Современные достижения в области полимерной науки подчеркивают важность разработки биоматериалов с четко определенной архитектурой и настраиваемыми свойствами в качестве биомедицинских материалов. Биополимеры-биосовместимые, биоразлагаемые и недорогие материалы для получения гидрогелей. Они могут включать в себя биологические сигналы, такие как пептиды и факторы роста, что делает их полезными для регенерации тканей и контролируемой доставки лекарств. В этом проекте будут разработаны гидрогели на основе желатина и гиалуроновой кислоты с использованием реакции «клик» химии, которые значительно улучшат физико-химические свойства гидрогелей и позволят использовать их в качестве каркасов для тканевой инженерии и регенеративной медицины. 3D сфероидов МСК будут инкапсулированы в гидрогель для дальнейшей пролиферации клеток. Используемые методы являются известными и надежными, что дает большой шанс для достижения цели данного проекта.
Получение функционализированных макропористых полимеров на основе желатина и гиалуроновой кислоты методом клик-реакции для пролиферации 3D сфероидов МСК.
На данном этапе планируется получение макропористого полимера на основе модифицированных форм преполимеров желатина и гиалуроновой кислоты, определение оптимальных условии синтеза (температура, рН среда, длительность УФ-полимеризации, соотношение каждого компонента, объем тиол-ен реагентов и др.). Будет проведен детальный физико-химический анализ (ИК- и ЯМР-спектросокпия, УФ-спектроскопия, ДСК/ДТА, механическая прочность) полученного гидрогеля, а также будет проведен тест на токсичность и пролиферацию клеток. Для достижения данных задач планируется закуп соответствующего оборудования и необходимых реактивов.
Құдайберген Г.Қ.
H-index = 6, ORCID ID — 0000-0002-0779-4099, Scopus ID — 57201858284
Ахметкаримова Ж.С., H-index = 2; Scopus ID — 55308246100; ORCID ID — 0000-0002-9782-5521
Аринова А.Е.,
Мухлис Ш.Е. H-index = 2, Scopus Author ID 57218821067, ORCID 0000-0003-0528-1430
Akhmetkarimova Zh., Mukhlis Sh., Yildirim E., Zhumanazarova G., Ogay V., Altaeva N., Ashikbayeva M., Kudaibergen G. Emerging Trends in Photo-Crosslinkable Polymeric Biomaterials in Regenerative Medicine. Materials Today Chemistry. -2025-V50, 103172 https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2025.103172 (IF=6.9, Q1, процентиль 88-й).
Химическая модификация желатина и гиалуроновой кислоты проведена с целью введения в их структуры алкенильных и тиольных групп. Для внедрения ненасыщенных алкенильных групп использовали 4-пентеновый ангидрид, тиольные фрагменты вводили посредством реакции с N-ацетилцистеином. Модификацию желатина осуществляли при рН~9 и температуре 50°C. Все синтезы проводили в темноте с последующей очисткой образцов методом диализа в течение 5 суток против MilliQ. Полученные продукты подвергали лиофильной сушке в течение 24 часов, выделенные преполимеры использовали для дальнейших физико-химических исследований. Экспериментально установлено, что при снижении количества ангидрида в реакционной среде формируются более мягкие, гелеобразные полимерные матрицы. Сшивание тиол-модифицированной гиалуроновой кислоты осуществляли с использованием EDC в присутствии сульфо-NHS. Идентификацию функциональных групп проводили с применением ИК- и ЯМР-спектроскопии. Мезенхимальные стромальные клетки (МСК), выделенные из жировой ткани крысы, культивировали в формате 3D-сфероидов методом «висячей капли» при плотности 30 000 клеток на сфероид. Спустя три дня наблюдали формирование стабильных клеточных сфероидов.