С . Шопова 1 , Е . Василева 1 , Д . Рабаджиева 2 , С . Тепавичарова 2

1. Взаимнопроникващи полимерни мрежи на базата на природни полизахариди като матрици за израстване на калциеви фосфати с биологично значение С. Шопова1, Е. Василева1, Д. Рабаджиева2, С. Тепавичарова2 1Лаборатория по структура и свойства на полимерите,Химически факултет, Софийски университет „Св. Климент Охридски”, 2Институт по обща и неорганична химия, Българска академия на науките, 1113 София, ул. „Акад. Георги Бончев” бл. 11

2. ЗАДАЧИ • Да се синтезират и охарактеризират полимерни матрици на базата на природните полизахариди алгинат, ксантан и хитозан. • Да се изследва кристализацията на калциеви фосфати в тях като се проследи влиянието на концентрацията на реагентите (K2HPO4) и на реакционната среда върху състава, размера и морфологията на кристализиращите твърди фази.

3. Алгинат Алгинатите се извличат от кафяви водорасли.Те са биосъвместими и лесно се омрежват с Ca2+, намират широко приложение в медицината. Алгиновакиселина

4. Ксантан Ксантанът се получава при ферментаця на царевица под действие на бактериятаXanthomonas campestris. Ксантанът се използва като сгъстител и стабилизатор в млечните продукти и дресингите за салати. Ксантанът предотвратява образуването на кристали лед в сладоледа и придава плътност на обезмаслените млечни продукти. Ксантан

5. Хитозан Хитозанът се получава чрез деацетилиране на хитина – основният структурен компонент на черупките наракообразнитеи на клетъчните стени на гъбите. Хитин Хитозан

6. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ I 1) Микросфери от натриев алгинат. Получени са: 5 тегл. % воден разтворна алгинат 5M воден разтвор на CaCl2 Микросфериот алгинат, омрежени с Ca2+ 2) Полувзаимнопроникващи полимерни мрежи на: • Натриев алгинат и ксантан • Натриев алгинат и хитозан в тегловни съотношения 3:1, 2:1 и 1:1, омрежени с 5М CaCl2.

7. ОХАРАКТЕРИЗИРАНЕ НА ПОЛИМЕРНИТЕ МАТРИЦИ Сканираща електронна микроскопия на лиофилизирани алгинатни микросфери, омрежени с Ca2+.

8. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ II Алгинатни микросфери, след 28 дни в 0.003 M К2НРО4 (рН=7.97)

9. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ II Алгинатни микросфери, след 28 дни в 0.3 M К2НРО4 (рН=8.71) Някои микросфери са чупят още след няколко дни в разтвора, а други след като изсъхнат. Всички, обаче, побеляват след изсъхване.

10. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТII Алгинатни микросфери, след 28 дни в 0.003 M К2НРО4 (рН=7.97) Алгинатни микросфери, след 28 дни в 0.3 M К2НРО4 (рН=8.71)

11. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ II Алгинатни микросфери, потопени в симулирана телесна течност(SBF) (рН=7.3) за 9 дни. Състав на SBF

12. метално топче r S D Rконтакт хидрогел ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ II Контактна теория на Херц Е = (9/16)(r w g)/Rконтакт3 Е =СхRТ w– маса на металното топче [kg] r –радиус на металното топче [m] g– земното ускорение Е– модул на еластичност на хидрогела [kPa] Сх – гъстота на омрежване [mol/m3] R – универсална газова константа Т – температура [K] H. Tamagawa, F. Nogata, K. Yagasaki, J. Coll. Int. Sci., 275, 107 (2004) G.V.S.Henderson, D. O. Campbell, V. Kuzmicz, L. H. Sperling, J. Chem. Edu., 62, 269 (1985)

13. ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЧАСТ II

14. ИЗВОДИ • Кристализация на калциеви фосфати в разтвор на К2HPO4протича за сметка на Ca2+йони, намиращи се в матрицата от алгинат. При това рН намалява, което показва че най-вероятно получения калциев фосфат неe хидроксилапатит. • В симулирана телесна течност, кристализацията на калциеви фосфати в матрица от алгинат протича за сметка на Ca2+йони, намиращи се в разтвора. При това рН нараства, което показва че получения калциев фосфат най-вероятно е хидроксилапатит. • По-високият модул на еластичност за полувзаимно-проникващата мрежа алгинат-хитозан 2:1 се дължи на комплексообразуване между двата полизахарида.

15. БЛАГОДАРНОСТИ • Национален фонд за научни изследвания, Договор DTK 02-70/2009 • Национален център за нови материали UNION, проект No DO-02-08/2008

16. БЛАГОДАРЯ ЗА ВНИМАНИЕТО!