ления аппетита, контроля нарушений метаболизма, в качестве парентерального питания, стимуляции сердечной деятельности, при диабете, для контроля поврежденных клеток мозга при болезни Альцгеймера, эпилепсии и нейродегенеративных нарушениях. Потенциальное использование двух типов полиоксиалканоатов, ПОБ и ПОБ-со-ПОВ, исследовано in vivo. В самых ранних исследованиях данных полимеров было показано, что ПОБ переваривается in vivo крысами и свиньями (Brune and Niemann, 1977a, б). Позднее, былf сопоставлена переваримость нативного ПОБ и предварительно обработанного NaOH. Была установлена лучшая переваримость обработанного полимера (Forri et al., 1999 a,b). Разрушение ПОБ в рубце крупного рогатого скота отмечал также в своей работе (Holmes,1988). Переваримость ПОБ и сополимера ПОО-со-ПОГ изучена у бройлерных цыплят и показано, что количество высвобождаемой из этих полимеров энергии лежит между полисахарами и жирами (Peoples et al., 1999).
270
Заключение
Полиоксиалканоаты (ПОА) – природные полиэфиры алкановых кислот, продуцируемые природными микроорганизами и трансгенными организмами, обладают вариабельностью состава и спектром ценных коммерческих свойств. В силу этого ПОА имеют широкие перспективы применения в различных сферах, прежде всего, в различных областях медицины, а также фармакологии. ПОА по ряду физико-химических свойств сходны с широко применяемыми и выпускаемыми в огромных количествах и неразрушаемыми в природной среде синтетическими полимерами (полипропиленом, полиэтиленом). Однако помимо термопластичности, полиоксиалканоаты обладают оптической активностью, антиоксидантными свойствами, пьезоэлектрическим эффектом и, что самое главное, биоразрушаемостью и биосовместимостью. Полиоксиалканоаты чрезвычайно различаются между собой по структуре и свойствам (гибкости, кристалличности, температуре плавления и др.) в зависимости от таксономического положения и физиолого-биохимических свойств мик- роорганизмов-продуцентов, условий биосинтеза и типа углеродного субстрата. Более того, продемонстрированные возможности получения на основе ПОА композитов с различными природными и синтетическими материалами, позволяющие направленно изменять их структуру, состав и, следовательно, базовые свойства материала – пластичность, механическую прочность, температурные и другие характеристики, еще более усиливает привлекательность ПОА и расширяет возможные сферы применения.
Линейная структура молекул ПОА придает им свойство термопластичности. При нагревании молекулярные цепи в ПОА легко сдвигаются относительно друг друга, в результате этого материал размягчается и приобретает текучесть. Данное технологическое свойство имеет большую коммерческую ценность, так как позволяет с использованием различных методов получать из полиоксиалканоатов разнообразные изделия и материалы.
Биодеградируемость и биосовместимость открывают широкие перспективы ПОА для применения в фармакологии и медицине, остро нуждающейся в настоящее время в связи с развитием трансплантологии и тканевой инженерии в функциональных и биосовместимых материалах. Несмотря на то, что активные биомедицинские исследования полиоксиалканоатов развернуты сравнительно недавно, уже сейчас убедительно продемонстрирован их высокий потенциал для применения в сердечно-сосудистой хирургии и трансплантологии, ортопедии и урологии, челюстно-лицевой хирургии и фармакологии.
271
Таким образом, ценные медико-биологические свойства полиоксиалканоатов, прежде всего биосовместимость и биоразрушаемость, разнообразие состава и в силу этого вариабельность физико-хими- ческих и технологических свойств, возможность получения различными биотехнологическими методами и переработки в специальные изделия медицинского назначения определяют широту и разнообразие реальных и потенциальных возможностей биомедицинского использования. Все это указывает на необходимость дальнейших, более глубоких и разносторонних исследований данного интереснейшего биоматериала.
272
Литература
Адамян А. А. Основные направления и перспективы в создании и клиническом применении полимерных имплантатов // Биосовместимость. –
1994. – № 2. – С. 97–107.
Базаров И. П., Геворкян Э. В. Статистическая физика жидких кристаллов // М.: Изд – во МГУ. – 1992. – 496 с.
Безбородов А. М. (Поли-β-оксимасляная кислота // В кн. Биотехнология продуктов микробного синтеза. Москва: Агропромиздат. – 1991. –
С. 32–42.
Белова Л. Л., Соколов А. П., Троценко Ю. А. Метаболические изменения у факультативного метилотрофа Methylobacterium extorquens, синтезирующего полиоксибутират // Прикладная биохимия и микробиоло-
гия. – 1997. – Т. 33. – С. 80–83.
Беляев Б. А., Дрокин Н. А., Тюрнев В. В., Шепов В. Н. СВЧ-ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидкости // Авт. свид. на полезную модель № 95106068. – БИ. – 1997 – № 3.
Беляев Б. А., Волова Т. Г., Дрокин Н. А., Шепов В. Н. СВЧ-диэлектрическая проницаемость полиоксибутирата – деградируемого полимера // Докл. РАН. – 2000а. – Т. 370. – № 6. – С. 828–831.
Беляев Б. А., Волова Т. Г., Дрокин Н. А., Шепов В. Н. Исследование СВЧдиэлектрической проницаемости в диапазоне сверхвысоких частот деградируемого биополимера полиоксибутирата // Биофизика. – 2000.
– Т. 45. – вып.4. – С. 636–640.
Беляев Б. А., Волова Т. Г., Дрокин Н. А., Шепов В. Н. Микрополосковые резонансные датчики для диэлькометрии жидких кристаллов и биополимеров. Тезисы Второй Международной научно-технической конференции // Барнаул. – 2001. – С. 30–35.
Беляев Б. А., Волова Т. Г., Дрокин Н. А., Шепов В. Н. Диэлектрическая проницаемость растворов полиоксиалканоатов // Известия ВУЗов. Серия «физика». – 2002. – № 4. – С. 63–68.
Биодеструктирующие полимерные материалы. Сб. научн. трудов // Киев: Наукова думка –1982.–88 с.
Биосовместимость. Под ред В. И. Севастьянова // М.: ИЦ ВНИИгеосистем.
– 1999. – 368 с.
Бонарцева Г. А. Тестирование активности клубеньковых бактерий по накоплению поли-β-оксибутирата при витальном окрашивании их колоний фосфином 3R // Микробиология. – 1985. – Т. 54. – С. 461–464.
Бонарцева Г. А., Мышкина В. Л., Мишустин Е. Н. Показатели активности клубеньковых бактерий. Изв. АН СССР. сер. биол. – 1988. – Т. 4. –
С. 546–557.
273
Бонарцева Г. А., Мышкина В. Л., Загреба Е. Д. Зависимость содержания поли-β-оксибутирата от активности нитрогеназы и гидрогеназы у некоторых штаммов Rhizobium // Микробиология. – 1989. – Т. 58. –
С. 920–922.
Бонарцева Г. А., Мышкина В. Л., Загреба Е. Д. Содержание поли-β-окси– бутирата в клетках видов Rhizobium в зависимости от источника углерода и азота в среде // Микробиология. –1994. – Т. 63. – С. 78–84.
Васин С. Л., Титушкин И. А., Прокопенко Р. А., Розанова И. Б., Севастьянов В. И. Методика получения и цифровой обработки изображений адгезированных клеток // Медицинская техника. – 1998. – № 1. – С. 6–9.
Веденов А. А. Физика растворов // М.: Наука. – 1984. – 108 с. Вильямс Д., Рауф Р. Имплантаты в хирургии. М.: Медицина. – 1978.
Волова Т. Г., Федорова Я. В., Калачева Г. С. Влияние лимитирования роста на накопление полиоксибутирата у водородокисляющих бактерий // В кн.: Материалы Всес. конф. Лимитирование и ингибирование роста микроорганизмов. Пущино. – 1989. – С. 16–24.
Волова Т. Г., Калачева Г. С. Полиоксибутират – термопластичный биодеградируемый полимер (получение, свойства, применение). Красноярск. Препринт 131Б – 1990. – 47 с.
Волова Т. Г., Калачева Г. С. , Федорова Я. В. Регуляция синтеза микробного полиоксибутирата параметрами среды // В сб.: Микробная биоконверсия. Рига. – 1990. – С. 119–129.
Волова Т. Г., Калачева Г. С. , Константинова В. М., Пузырь А. П. Влияние условий роста на накопление полиоксибутирата водородными бактериями // Прикладная биохимия и микробиология. –1992а. – Т. 28. –
С. .221–22.
Волова Т. Г., Луковенко С. Г., Васильев А. Д. Получение и исследование физико – химических свойств микробных полиоксиалканоатов // Биотехнология. – 1992б. – № 1. – С. 19–22.
Волова Т. Г., Константинова В. М., Гусейнов О. А. Образование термопластичных разрушаемых полиоксиалканоатов хемолитотрофными бактериями // Биотехнология. –1992в. – № 5. – С. 81–83.
Волова Т. Г., Луковенко С. Г., Васильев А. Д. Получение и исследование физико – химических свойств микробных полиоксиалканоатов // Биотехнология. – 1994а. – №1. – С. 19–22.
Волова Т. Г., Калачева Г. С., Константинова В. М. Накопление полиоксибутирата аэробной СО – окисляющей карбоксидобактерией Seliberia // Микробиология. – 1994б. – Т. 63. – С. 211–216.
Волова Т. Г., Терсков И. А., Сидько Ф. Я. Микробиологический синтез на водороде // Новосибирск: Наука. –1995. – 115 с.
Волова Т. Г., Калачева ГС. Способ получения полимера β-оксимаслянной кислоты // Патент РФ № 2051967. – БИ. – 1996. – № 3.
274