Новые термочувствительные смарт-биоматериалы на основе коллагена, модифицированного винилглицидиловым эфиром этиленгликоля, для 4D-биопечати

Новизна и цель работы заключались в том, что реакционноспособный в условиях ультрафиолетового излучения коллаген впервые получен функционализацией боковых аминогрупп лизиновых фрагментов ненасыщенным винилглицидиловым эфиром этиленгликоля («винилоксом»), содержащим, аналогично глицидилметакрилату, эпоксидную группу. Особенностью данного подхода является то, что наличие этой группы с умеренной реакционной способностью обеспечивает избирательное протекание реакции прививки по боковым аминогруппам коллагена в нейтральной или слабощелочной среде и исключает характерное для аналога – глицидилметакрилата – образование побочных продуктов реакции Михаэля и гидролиза. По данным фотометрии установлено, что модификация в слабоосновном водном растворе при комнатной температуре и значительном избытке «винилокса» позволяет достичь степени прививки 23,4%. Впервые при добавлении полиэтиленгликоль диакрилата, поли(N-изопропилакриламида) к слабокислому водному раствору коллагена получены пленкообразующие композиты, способные к фотоотверждению. Наличие винилоксидных групп позволило обеспечить удовлетворительные механические характеристики пленок в результате инициируемого ультрафиолетовым излучением сшивания коллагена, а присутствие поли(N-изопропилакриламида) – гидрофильно-гидрофобную смарт-чувствительность. Пленки обладают развитой фибриллярной структурой, а размеры пустот позволяют обеспечить свободное перемещение питательных и прочих соединений. Согласно данным МТТ-теста, пленки не выделяют цитотоксических компонентов и сохраняют метаболическую активность стволовых клеток, обеспечивая достаточную их плотность на своей поверхности. Все вышеперечисленное определяет перспективность использования пленок как в качестве искусственного внеклеточного матрикса – скаффолда, так и в виде термочувствительных смарт-подложек для выращивания стволовых клеток на их поверхностях для последующей биопечати с лазерным переносом.

коллаген, поли(N-изопропилакриламид), винилглицидиловый эфир этиленгликоля, модификация биополимеров, регенеративная медицина