Направленный гидротермальный синтез алюмосиликатов различных структурных типов и перспективы их применения в медицине

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Представлены результаты анализа и экспериментальных исследований синтетических алюмосиликатов (монтмориллонитов, каолинитов, цеолитов) с целью их применения в медицине, а именно: в области энтеро- и гемосорбции, при разработке систем адресной доставки лекарственных препаратов с пролонгированным и pH-контролируемым выходом активного вещества в различных средах, а также в качестве компонентов раневых покрытий. Монтмориллониты, алюмосиликаты подгруппы каолинита с различной морфологией частиц и цеолиты структурных типов Beta, Rho и Y получены в гидротермальных условиях и охарактеризованы при помощи комплекса физико-химических методов исследования. Представлены результаты изучения адсорбции и десорбции модельных лекарственных препаратов (тиамина гидрохлорида, 5-фторурацила) из пористых алюмосиликатных матриц разного химического состава в различных средах, моделирующих среды организма; адсорбции маркеров эндогенной интоксикации (например, метиленового голубого); способности алюмосиликатов к биодеградации в средах организма, а также результаты исследования биологической активности, в частности цитотоксичности и гемолитической активности, синтетических алюмосиликатов. Выявлены большие перспективы применения синтетических алюмосиликатов для получения нетоксичных высокоэффективных сорбентов медицинского назначения и носителей лекарственных препаратов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Ю. Голубева

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. А. Аликина

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. Ю. Бразовская

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Н. Ю. Ульянова

Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН

Email: olga_isc@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Физикохимия силикатов и оксидов: к 50-летию Института химии силикатов им. И.В. Гребенщикова / Отв. ред. Шульц М.М. СПб.: Наука, 1998. ISBN 5-02-024867-3.
  2. Шульц М.М. // Соросовский образовательный журнал. 1997. № 8. С. 45.
  3. Лазаренко Е.К. Курс минералогии. М.: Высшая школа, 1963. С. 559.
  4. Li Y., Yu J. // Nat. Rev. Mater. 2021. V. 6. P. 1156. https://doi.org/10.1038/s41578-021-00347-3
  5. Zhang H., Samsudin I., Jaenicke S. et al. // Catal. Sci. Technol. 2022. V. 12. P. 6024. https://doi.org/10.1039/D2CY01325H
  6. Kantevari S., Vuppalapati V.N., Nagarapu L. // Catal. Сommun. 2007. V. 8. № 11. P. 1857. https://doi.org/10.1016/j.catcom.2007.02.022
  7. Mitsudome T., Nose K., Mizugaki T. et al. // Tetrahedron Lett. 2008. V. 49. № 38. P. 5464. https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2008.07.011
  8. Chankeshwara S.V., Chakraborti A.K. // J. Mol. Catal. A: Chem. 2006. V. 253. № 1–2. P. 198. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2006.03.042
  9. McCusker L.B., Baerlocher C. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2001. V. 137. P. 37. https://doi.org/10.1016/S0167-2991(01)80244-5
  10. Zhou C., Tong D., Yu W. // Micro and Nano Technologies, Nanomaterials from Clay Minerals / Eds. Wang A., Wang W. Elsevier, 2019. P. 335. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814533-3.00007-7
  11. Шапкин Н.П., Ермак И.М., Разов В.И. и др. // Журн. неорган. химии. 2014. T. 59. № 6. C. 766. https://doi.org/10.1016/10.7868/S0044457X14060191
  12. Гордиенко П.С., Шабалин И.А., Супонина А.П. и др. // Журн. неорган. химии. 2016. Т. 61. № 8. С. 993.
  13. Воловичева Н.А., Королькова С.В., Везенцев А.И. // Научные ведомости. Серия: Естественные науки. 2016. Т. 25. № 246. С. 63.
  14. Гордиенко П.С., Ярусова С.Б., Шабалин И.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. T. 67. № 9. C. 1258. https://doi.org/10.31857/S0044457X22090045
  15. Паничев А.М., Богомолов Н.И., Бгатова Н.П. и др. Цеолиты в хирургии. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. 120 с.
  16. Ghadiri M., Chrzanowski W., Rohanizadeh R. // RSC Adv. 2015. V. 5. № 37. P. 29467. https://doi.org/10.1039/C4RA16945J
  17. Везенцев А.И., Трубицын М.А., Кормош Е.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2012. Т. 12. № 6. С. 998.
  18. Паничев А.М., Гульков А.Н. Природные минералы и причинная медицина будущего. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2001. 210 с.
  19. Park J.H., Shin H.J., Kim M.H. et al. // J. Pharm. Invest. 2016. V. 46. № 4. P. 363. https://doi.org/10.1007/s40005-016-0258-8.
  20. Golubeva O.Yu., Pavlova S.V., Yakovlev A.V. // Appl. Clay Sci. 2015. V. 112–113. P. 10. https://doi.org/10.1016/j.clay.2015.04.013.
  21. Joshi G.V., Patel H.A., Kevadiya B.D. et al. // Appl. Clay Sci. 2009. V. 45. № 4. P. 248. https://doi.org/10.1016/j.clay.2009.06.001.
  22. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Жаркова М.С. и др. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 6. С. 57. https://doi.org/10.7868/S0132665118060082
  23. Jana S., Kondakova A.V., Shevchenko S.N. et al. // Colloid Surf., B. 2017. V. 151. P. 249. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2016.12.017
  24. Галкина Г.А., Грибкова Е.И., Курашов М.М. и др. // Фармация. Организация и экономика. 2017. Т. 66. № 6. С. 38.
  25. Маркелов Д.А., Ницак О.В., Геращенко И.И. // Хим.-фарм. журн. 2008. Т. 42. № 7. C. 30. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2008-42-7-30-33
  26. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Костырева Т.Г. и др. // Физика и химия стекла. 2013. Т. 39. № 5. С. 753.
  27. Голубева О.Ю., Масленникова Т.П., Ульянова Н.Ю. и др. // Физика и химия стекла. 2014. Т. 40. № 2. С. 343.
  28. Голубева О.Ю., Павлова С.В. // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. № 2. C. 291.
  29. Golubeva O.Yu., Alikina Yu.A., Brazovskaya E.Yu. et al. // J. Nanomater. 2023. V. 13. № 9. P. 1470. https://doi.org/10.3390/nano13091470
  30. Golubeva O.Yu., Alikina Y.A., Brazovskaya E.Y. et al. // J. Chem. Eng. 2022. V. 6. № 5. P. 78. https://doi.org/10.3390/chemengineering6050078
  31. Ul’yanova N.Y., Brazovskaya E.Y., Golubeva O.Y. et al. // Pet. Chem. 2023. https://doi.org/10.1134/S096554412305002X
  32. Sciascia L., Calabrese I., Cavallaro G. et al. // Minerals. 2021. V. 11. № 12. P. 1315. https://doi.org/10.3390/min11121315
  33. Kryuchkova M., Batasheva S., Akhatova F. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2021. V. 22. № 18. P. 9670. https://doi.org/10.3390/ijms22189670
  34. Santos A.C., Ferreira C., Veiga F. et al. // Adv. Colloid Interface Sci. 2018. V. 257. P. 58. https://doi.org/10.1016/j.cis.2018.05.007
  35. Lisuzzo L., Cavallaro G., Milioto S. et al. // J. Nanostruct. Chem. 2021. V. 11. № 4. P. 663. https://doi.org/10.1007/s40097-021-00391-z
  36. Golubeva O.Yu., Alikina Yu.A., Khamova T.V. et al. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. № 22. P. 17008. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02122
  37. Golubeva O.Y., Alikina Y.A., Brazovskaya E.Y. // Nanomaterials (Basel). 2022. V. 12. № 15. P. 2559. https://doi.org/10.3390/nano12152559.
  38. Golubeva O.Yu, Alikina Yu.A., Brazovskaya E.Yu. et al. // Appl. Clay Sci. 2020. V. 184. P. 105401. https://doi.org/10.1016/j.clay.2019.105401
  39. Hovhannisyan V., Siposova K., Musatov A. et al. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 5528. https://doi.org/10.1038/s41598-021-84927-x
  40. Loiola A.R., Bessa R.A., Oliveira C.P. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2022. V. 560. P. 169651. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.169651.
  41. Голубева О.Ю., Бразовская Е.Ю., Ульянова Н.Ю. и др. // Физика и химия стекла. 2018. Т. 44. № 2. С. 138.
  42. Голубева О.Ю., Бразовская Е.Ю., Аликина Ю.А. и др. // Физика и химия стекла. 2019. Т. 45. № 1. C. 74. https://doi.org/10.1134/S0132665119010037
  43. Brazovskaya E.Yu., Golubeva O.Yu. // Pet. Chem. 2020. V. 60. № 8. P. 857. https://doi.org/10.1134/S0965544120080046
  44. Маркова М.Н., Гармаева Д.К., Баландина И.А. // Современные проблемы науки и образования. 2018. № 6. https://science-education.ru/ru/article/view?id=28250 (дата обращения: 13.09.2023).
  45. Дрозд В.А., Мартыненко Е.Е., Митряшов К.В. и др. // Успехи современного естествознания. 2013. № 8. С. 44.
  46. Ульянова Н.Ю., Куриленко Л.Н., Шамова О.В. и др. // Физика и химия стекла. 2020. Т. 2. С. 174. https://doi.org/10.31857/S0132665120020110
  47. Бородин Ю.И., Бгатова Н.П., Паничев А.М. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. 2007. № 4. Т. 56. С. 41.
  48. Бояринцев В.В., Самойлов А.С., Юдин А.Б. и др. // Инфекции в хирургии. 2011. № 2. С. 43.
  49. Буханов В.Д., Шапошников А.А., Покровский М.В. и др. // МНИЖ. 2013. № 10. Ч. 1. С. 86.
  50. Благитко Е.М., Благитко Е.М., Родионов П.П. и др. Пат. RU № 2245151. 2004.
  51. Буханов В.Д., Везенцев А.И., Соколовский П.В. и др. // Научные ведомости Бел. ГУ. Серия: Естественные науки. 2014. Т. 26. № 3. С. 98.
  52. Horue M., Cacicedo M.L., Fernandez M.A. et al. // Mater. Sci. Eng., C: Mater Biol Appl. 2020. V. 116. P. 111152. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111152
  53. Zhang Y., Chen Y., Zhang Y. et al. // J. Inorg. Biochem. 2013. V. 118. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2012.07.025
  54. Golubeva O.Yu., Brazovskaya E.Yu., Shamova O.V. // Appl. Clay Sci. 2018. V. 163. P. 56. http://doi.org/10/1016/j.clay.2018.07.015
  55. Голубева О.Ю., Яковлев А.В., Шамова О.В. и др. // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. № 1. С. 123.
  56. Golubeva O.Yu., Ulyanova N.Yu., Vladimirova E.V. et al. // Langmuir. 2021. V. 37. № 42. P. 12356. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.1c01899
  57. Eisenwagen S., Pavelić K. // Arch. Phys. Med. Rehabil. 2020. V. 3. № 2. P. 029. https://doi.org/10.26502/fapr0011
  58. Zarkovic N., Zarkovic K., Kralj M. et al. // Anticancer Res. 2003. V. 23. P. 1589.
  59. Golubeva O.Yu. // Microporous Mesoporous Mater. 2016. V. 224. P. 271. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2015.12.057
  60. Бразовская Е.Ю., Голубева О.Ю. // Физика и химия стекла. 2017. Т. 43. № 4. С. 401. https://doi.org/10.1134/S1087659617040046
  61. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю., Яковлев А.В. // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 4. С. 552.
  62. Moshoeshoe M., Nadiye-Tabbiruka M.S., Obuseng V. // Am. J. Med. Sci. 2017. V. 7. № 5. P. 196. https://doi.org/10.5923/j.materials.20170705.12
  63. Аликина Ю.А., Калашникова Т.А., Голубева О.Ю. // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 1. С. 56. https://doi.org/10.31857/S0132665121010029
  64. Голубева О.Ю., Ульянова Н.Ю. // Физика и химия стекла. 2015. Т. 41. № 5. С. 726.
  65. Tang T., Zhang L., Dong H. et al. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 7711. https://doi.org/10.1039/C6RA27129D
  66. Пирютко М.М., Бенедиктова Н.В., Корсак Л.Ф. // Стекло и керамика. 1981. № 8. С. 3.
  67. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. М.-Л.: Химия, 1965. C. 360.
  68. Tas A.C., A Cuneyt Tas. // J. Funct. Biomater. 2000. V. 21. № 14. P. 1429. https://doi.org/10.1016/S0142-9612(00)00019-3
  69. Brazovskaya E.Yu., Golubeva O.Yu. // Pet. Chem. 2023. V. 63. P. 820. https://doi.org/10.1134/S0965544123050055
  70. Аликина Ю.А., Голубева О.Ю., Хамова Т.В. // Физика и химия стекла. 2021. Т. 47. № 4. С. 1. https://doi.org/10.31857/S0132665121040028

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Табл. 1_рис. 1

Скачать (142KB)
Метаданные
3. Табл. 1_рис. 2

Скачать (161KB)
Метаданные
4. Рис. 1. Электронные микрофотографии образцов синтезированных алюмосиликатов: а, б – монтмориллониты, полученные в различных условиях; в, г, д, е – алюмосиликаты подгруппы каолинита со сферической, губчатой, трубчатой и пластинчатой морфологией соответственно; ж, з – цеолиты Beta и Rho.

Скачать (513KB)
Метаданные
5. Рис. 2. Рентгеновские дифрактограммы образцов МТ, синтезированных в гидротермальных условиях в течение 3 ч при 350C и 70 MПa: 1 – MT-Al0.2, 2 – MT-Al0.5, 3 – MT-Al0.6, 4 – MT-Al0.8, 5 – MT-Al1.0, 6 – MT-Al1.8 (обозначения образцов представлены в табл. S1).

Скачать (107KB)
Метаданные
6. Рис. 3. Зависимость величины катионообменной емкости (■) и ζ- потенциала (▲) образцов МТ от степени замещения магния на алюминий в октаэдрических слоях.

Скачать (90KB)
Метаданные
7. Рис. 4. Профиль десорбции тиамина гидрохлорида из МТ различных составов в модельной среде желудка (pH 1.2).

Скачать (129KB)
Метаданные
8. Рис. 5. Профиль десорбции тиамина гидрохлорида из МТ различных составов в модельной среде кишечника (pH 7.4).

Скачать (140KB)
Метаданные
9. Рис. 6. Профили высвобождения 5-ФУ из цеолитных матриц: 1 – Beta-Fe3O4 при pH 5.2; 2 – Beta-Fe3O4 при pH 7.4; 3 – Beta при pH 5.2; 4 – Beta при pH 7.4

Скачать (83KB)
Метаданные
10. Рис. 7. Рентгеновские дифрактограммы образца Beta-Fe3O4 после обработки в синтетической биологической жидкости в течение: 1 – 0; 2 – 1; 3 – 2; 4 – 3; 5 – 4 недели. Штрих-диаграммы стандартов: ○ – наночастицы магнетита;  – SiO2; ■ – Al2O3; ● – NaCl; ▲ – KCl.

Скачать (86KB)
Метаданные
11. Рис. 8. Интегральные кинетические кривые сорбции МГ образцами алюмосиликатов с различной морфологией частиц: ● – сферы, ▲ – наногубки, ■ – нанотрубки, – пластины.

Скачать (108KB)
Метаданные
12. Рис. 9. Гемолитическая активность образцов алюмосиликатов. 1 – Gal-трубки, 2 – MT-Al1.0, 3 – Kaol-пластины, 4 – MT-Al0.2, 5 – Rho, 6 – Kaol-губки, 7 – Kaol-сферы, 8 – Beta, 9 – MT-Al0, 10 – Y.

Скачать (82KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024