Биомедицинада және регенеративті медицинада қолдану үшін қарағай инелерінен карбоксиметилцеллюлозаның синтезі және сипаттамасы

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) биомедициналық қолдану үшін гидрогельдің ең көп қолданылатын компоненттерінің бірі болып табылады, өйткені оның прекурсоры целлюлоза жер бетіндегі ең көп таралған биологиялық макромолекула болып табылады. Соңғы жылдары әртүрлі өсімдік көздерінен КМЦ синтезінің айтарлықтай өсуі байқалды. Бұл зерттеуде қуаттандыратын қарағай инелері қолданылды (Pinus spp.) оның көптігі мен Үндістанның Гималай аймақтарында оңай қол жетімділігіне байланысты. Целлюлоза қарағай инелерінен алынды. Содан кейін этерификация процесі натрий гидроксиді мен монохлорацет қышқылы бар қарағай инелерінің целлюлозасынан КМЦ алу үшін қолданылды. КМЦ шығымы, алмастыру дәрежесі, ылғал ұстау қабілеті, май ұстау қабілеті, күл және КМЦ мазмұны алынған КМЦ –ді стандартты КМЦ-мен салыстыру арқылы анықталды. Синтезделген КМЦ тазалығы КМЦ мазмұнымен анықталады. Алынған КМЦ 10 % тазалық пен 110 % өнімділікке ие болды. Алмастыру дәрежесі, ылғал ұстау қабілеті және май ұстау қабілеті сәйкесінше 0,02, 8,4 г/г және 4 г/г тең деп анықталды. Синтезделген КМЦ құрамындағы күл мөлшері есептеулер бойынша 6 % құрады. Сипаттамалардың көпшілігі коммерциялық КМЦ-ге тең болды немесе одан асып түсті, сондықтан синтезделген өнімді биомедициналық қосымшалар үшін биоматериалдар жасау үшін әлеуетті компонент ретінде пайдалануға болады. 

1. Alam F. A. B. M. Utilization of cellulosic wastes in textile and garment industries. I. Synthesis and grafting characterization of carboxymethyl cellulose from knitted rag /F. A. B. M. Alam, M. I. H. Mondal //Journ. of applied polymer science. – 2013. – V. 128. – Pp. 1206-1212.

2. Barai B. K. Optimization of a process for preparing carboxymethyl cellulose from water hyacinth (Eichornia crassipes) /B. K. Barai, R. S. Singhal, P. R. Kulkarni //Carbohydrate Polymers. – 1997. – V. 32. – Pp. 229-231.

3. Dubey K. K. Implication of industrial waste for biomass and lipid production in Chlorella minutissima under autotrophic, heterotrophic, and mixotrophic grown conditions /K. K. Dubey, S. Kumar, D. Dixit //Applied biochemistry and biotechnology. – 2015. – V. 176. – Pp. 1581-1595.

4. Ebrahimi Sadrabadi A. Decellularized extracellular matrix as a potent natural biomaterial for regenerative medicine /A. Ebrahimi Sadrabadi, P. Baei, S. Hosseini //Cell Biology and Translational Medicine. – 2021. – V. 13. – Pp. 27-43.

5. Gobbi S. J. Biomaterial: concepts and basics properties /S. J. Gobbi, G. Reinke, V. J. Gobbi //Eur. Int. J. Sci. Technol. – 2020. – V. 9 (2). – Pp. 23-42.

6. Heinze T. Studies on the synthesis and characterization of carboxymethylcellulose /T. Heinze, K. Pfeiffer //Die Angewandte Makromolekulare Chemie. – 1999. – V. 266 (1). – Pp. 37-45.

7. Latif A. Two step synthesis and characterization of carboxymethylcellulose from rayon grade wood pulp and cotton linter /A. Latif, T. Anwar, S. Noor //Chemical Society of Pakistan. – 2007. – V. 29 (2). – P. 143.

8. Markhoff J. Biocompatibility and inflammatory potential of titanium alloys cultivated with human osteoblasts, fibroblasts and macrophages /J. Markhoff, M. Krogull, C. Schulze //Materials. – 2017. – V. 10 (1). – P. 52.

9. Mondal M. I. H. Preparation of food grade carboxymethyl cellulose from corn husk agrowaste /M. I. H. Mondal, M. S. Yeasmin, M. S. Rahman //International Journal of Biological Macromolecules. – 2015. – V. 79. – Pp. 144-150.

10. Onigbinde M. Research Article Synthesis of Industrial Raw Material from Cellulosic Agricultural Wastes: Focus on Carboxymethyl Cellulose /M. Onigbinde, A. Vivian //Nova. – 2015. – V. 4 (1). – Pp. 1-6.

11. Peppas, N. A. Hydrogels in biology and medicine: from molecular principles to bionanotechnology /N. A. Peppas, J. Z. Hilt, A. Khademhosseini //Advanced materials. – 2006. – V. 18 (11). – Pp. 1345-1360.

12. Seal B. L. Polymeric biomaterials for tissueand organ regeneration / B. L. Seal, T. C. Otero, A. Panitch //Mater. Sci. Eng. R. – 2001. – V. 34. – Pp. 147-153.

13. Shukla V. Impact of culture condition modulation on the high-yield, high-specificity, and cost-effective production of terpenoids from microbial sources: a review /V. Shukla, S. C. Phulara //Applied and Environmental Microbiology. – 2021. – V. 87(4). – e02369-20.

14. Wagner W. R. Biomaterials science: an introduction to materials in medicine /W. R. Wagner, S. E. Sakiyama-Elbert, G. Zhang. – NY: Academic Press, 2020. – 340 p.