Российские ученые представили свои разработки на основе хитина и хитозана

В ФИЦ Биотехнологии РАН 18 марта состоялись ежегодные XXI Шорыгинские чтения. Мероприятие было организовано в рамках деятельности ФИЦ Биотехнологии РАН в научном центре «Агротехнологии будущего» при поддержке национального проекта «Наука и университеты».

Научную программу с приветственными словами участникам Чтений открыл научный руководитель ФИЦ Биотехнологии РАН, академик Владимир Попов.

- Хитин часто встречается в природе: он придает прочность и жесткость панцирям крабов и надкрыльям жуков, помогает грибам и бактериям защищать клетки. Материалы на основе хитина и его производного, хитозана, отлично впитывают жидкости, способствуют заживлению, активны против некоторых вирусов и опухолей, но практически не токсичны для клеток человека. Поэтому ученые разрабатывают на основе хитина и хитозана средства доставки лекарств, медицинские покрытия для ран и материал для хирургических швов, перспективные препараты и БАД. Кроме того, эти вещества могут найти применение в косметологии, ветеринарии, пригодиться для изготовления биосенсоров и биопестицидов.

На мероприятии выступили ведущие исследователи хитина, которые рассказали о создании искусственной поджелудочной железы при помощи искусственного интеллекта и природоподобных технологий и о новых способах производства материалов для биомедицины на основе хитина и хитозана: более экологичного и экономичного подхода для работы с полисахаридами, а также о получении гелей и пористых структур при помощи криогенной заморозки.

Доктор химических наук Татьяна Акопова из Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН представила доклад «Возможности механохимических подходов при получении материалов на основе хитина и хитозана». Она рассказала о том, что происходит в полисахаридах, если воздействовать на них реагентами, которые активируются механическим путем. Это направление связано как с экологическими требованиями по безопасности технологических процессов, так и с новыми возможностями разрабатываемых подходов в области органического синтеза. Механическая активация реагентов избавляет от необходимости расплавлять их и позволяет отказаться от использования растворителей и катализаторов. Благодаря этому химические превращения полисахаридов можно проводить более экологически чистым и экономичным способом. Работы в этом направлении позволят создавать безопасные материалы биомедицинского назначения, для разработки которых полисахариды представляют большой интерес.

В презентации «Маленькая история из жизни большой молекулы» доктор химических наук, профессор Андрей Критченков из Российского университета дружбы народов рассказал о том, как использовать в работе с хитозаном искусственный интеллект, проникающий во многие сферы нашей жизни, и природоподобные технологии, которые могут стать основной устойчивого развития. С использованием искусственного интеллекта фармацевтический гигант — датская компания Novo Nordisk — выбрала самые реалистичные подходы для создания искусственной поджелудочной железы при помощи природоподобных технологий. Авторов-пионеров этих подходов компания пригласила напрямую поучаствовать в этих разработках. Уже сейчас ученые завершают успешные клинические испытания искусственной поджелудочной железы, позволяющей поддерживать нормальный уровень глюкозы в крови пациентам с инсулинозависимым сахарным диабетом. В этой передовой разработке хитозан сыграл одну из ключевых ролей, став основой изоляционного материала, который позволяет защитить орган от отторжения иммунитетом пациента.

Завершил программу научных чтений доктор химических наук, профессор Владимир Лозинский из ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова РАН с докладом «Криогенное структурирование как особый подход к получению перспективных пористых материалов на основе хитозана, а также других природных и синтетических полимеров». При этом методе конечный продукт реакции образуется в замороженном растворе веществ-предшественников. Один подход позволяет получать криогели — гелевые матрицы с макропорами, часто губчатой структуры. В результате другого образуются криоструктураты — другие материалы с крупными порами, также с крупными порами, но не в виде геля. Оба этих типа полимеров можно получать на основе хитозана. Свойства и строение таких материалов определяются типом и концентрацией соединений-предшественников, разновидностью используемого растворителя, температурными режимами процесса и его продолжительностью, присутствием растворимых и нерастворимых добавок, а также рядом других факторов. Такие полимерные криогели и криоструктураты, в том числе и на основе хитозана, в перспективе могут применяться в медицине.

Так же на мероприятии прошло торжественное вручение Премии имени П.П. Шорыгина победителю конкурса молодых ученых за лучшие разработки в области хитинологии. Лауреатом в этом году стал аспирант лаборатории природных полимеров Института высокомолекулярных соединений РАН Антон Бокатый с работой «Полимерные системы доставки лекарств на основе хитозана с улучшенными биофармацевтическими свойствами». Награду за лучшие разработки в области хитинологии молодому ученому вручил профессор, доктор химических наук Валерий Варламов.