Методом радикальной полимеризации получен полимерный композиционный материал на основе акриловых гидрогелей и детонационных наноалмазов медицинского назначения, содержащий лекарственное вещество сульфаниламид, способный стать заменой традиционным перевязочным средствам. Изучена кинетика набухания синтезированного гидрогеля. Предложены математические модели, которые наилучшим образом описывают процесс десорбции сульфаниламида и кинетику набухания материала. На основе результатов исследований для описания процесса набухания была выбрана модель псевдовторого порядка. Методом УФ-спектроскопии изучена кинетика высвобождения сульфаниламида на основании анализа зависимости концентрации выделяемого лекарственного вещества от времени. Сделано предположение о механизме процесса десорбции лекарственного вещества из гидрогелевой матрицы. В ходе эксперимента была рассчитана максимальная доля высвободившегося из полимерной матрицы сульфаниламида (она составила 91%). Время выхода зависимости доли выделившегося лекарства от времени на плато составило 24 часа. На основе полученных данных сделано предположение о возможности создания пролонгированной формы сульфаниламида на основе синтезируемого композиционного материала. Для описания процесса релиза была выбрана модель Корсмаера-Пеппаса на основе наибольшего коэффициента детерменирования. Подобраны значения pH соответствующие разным стадиям течения раневого процесса (7,9, 7,2, 5,8). Изучено влияние pH на кинетику релиза сульфаниламида и на параметры процесса набухания гидрогелевого материала. Методами осцилляционной реометрии исследованы механические свойства синтезированных гидрогелей. Получены зависимости динамических модулей от амплитуды и частоты. Показано влияние наполнителя (детонационных наноалмазов) и лекарственного вещества на значения динамических модулей.

1. Rumeet K., Chaxat K. Artificial skin: a review // International Healthcare Research Journal. 2022. №. 6. Р. 124-126. doi: 10.26440/IHRJ/0607.10571

2. Richard M., Paul C., Nijsten T., Gisondi P. et al. Prevalence of most common skin diseases in Europe: a population-based study // Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology. 2022. №. 36. Р. 1088-1096. doi:10.1111/jdv.18050

3. Nguyen M.H., Ngoc Le M.H. Biomedical materials for wound dressing: recent advances and applications // RSC Advances. 2023. №. 13. P. 5509-5528. doi:10.1039/d2ra07673j

4. Yu P., Wei L., Yang Z., Liu X. et al. Hydrogel wound dressings accelerating healing process of wounds in movable parts // International Journal of Molecular Science. 2024. V. 25. №.12. P. 6610. doi:10.3390/ijms25126610

5. Vigata M., Meinert C., Hutmacher D.W. Hydrogels as drug delivery systems: a review of current characterization and evaluation techniques // Pharmaceutics. 2020. no. 12. pp. 1188–1233. doi:10.3390/pharmaceutics12121188

6. Rakesh K.S., Shailesh M.K, Jain V. A review of hydrogels, with its properties and applications in medicine // Journal of Biomedical and Pharmaceutical Research. 2023. №.12. P. 20-33. doi:10.34297/AJBSR.2021.11.001682

7. Лунева О.В., Фатеев А.Д., Кашурин А.И., Успенская М.В. Исследование свойств полувзаимопроникающих сетей на основе акрилового гидрогеля и коллагена // Журнал Сибирского федерального университета. Химия. 2022. Т. 15. № 3. С. 318-328. doi:10.17516/1998-2836-0295

8. Jie R., Ningrui Z., Yang J., Xiang X. Regulated the swelling properties of poly(acrylamide‐ co ‐acrylic acid) hydrogel by changing the charge density // Macromolecular Chemistry and Physics. 2023. №. 17. P. 237-249. doi: 10.1002/macp.202300266

9. Долматов В.Ю., Шамес А.И., Осава Э., Веханен А. и др. Детонационные наноалмазы: от теории синтеза до практики применения // Журнал перспективных материалов и технологий. 2021. Т. 6. № 1. С. 54-80.

10. Lanin S. N., Rychkova S. A., Vinogradov A. E., Lanina K. S. et al. Modification of the surface chemistry of microdispersed sintered detonation nanodiamonds and its effect on the adsorption properties //Adsorption. 2017. V. 23. P. 639-650.

11. Долматов В.Ю., Озерин А.Н., Кулакова И.И., Бочечка О.О., Лапчук Н.М., Мюллюмяки В., Веханен А. Детонационные наноалмазы: новые аспекты в теории и практике синтеза, свойств и применения // Успехи химии. 2020. Т. 89. № 12. С. 1428-1463. DOI: doi.org/10.1070/RCR4924

12. Шугалей И.В., Возняковский А.П., Гарабаджиу А.В., Целинский И.В. и др. Биологическая активность детонационного наноалмаза и перспективы его медицинского и биологического применения // Российский журнал общей химии. 2013. Т. 83. С. 709-744.

13. Tacic A., Nikolic V., Nikolic L., Savic I. Antimicrobial sulphonamide drugs // Advanced Technologies. 2017. V. 6. №. 1. P. 58-71.

14. Bhuvaneswari R., Nagarajan V., Chandiramouli V. Chemisorption of sulfaguanidine and sulfanilamide drugs on bismuthene nanosheet based on first-principles studies // Applied Surface Science. 2021. V. 56. pp. 825-832. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.149990

15. Derwin R., Strapp H., Patton D., Moore Z. Wound pH and temperature as predictors of healing: an observational study // Journal of Wound Care. 2023. V. 32. №. 5. P. 302-310. doi:10.12968/jowc.2023.32.5.302

16. Ali S.M., Yosipovitch G. Skin pH: from basic science to basic skin care // Acta Dermato-Venereologica. 2013. V. 93. №. 3. P. 261-267. doi:10.2340/00015555-1531

17. Banerjee I., Mishra D., Das T. Wound pH-responsive sustained release of therapeutics from a poly(NIPAAm-co-AAc) hydrogel // Journal of biomaterials science, polymer edition. 2012. vol. 23. pp. 111-132. DOI: 10.1163/092050610X545049.

18. Percival S.L., McCarty S., Hunt J.A., Woods E.J. The effects of pH on wound healing, biofilms, and antimicrobial efficacy // Wound Repair and Regeneration. 2014. V. 22. №. 2. P. 174-186. doi:10.1111/wrr.12125

19. Gierszewska-Drużyńska M., Ostrowska-Czubenko J. Mechanism of water diffusion into noncrosslinked and ionically crosslinked chitosan membranes // Progress of Chemistry and Application of Chitin Its Derivatives. 2012. V. 17. P. 63-70.

20. Luboš V., Augustin J. Linear and non-linear regression analysis for the biosorption kinetics of methylene blue // Nova Biotechnologica et Chimica. 2021. V. 9. №. 1. P. 199-204. doi:10.36547/nbc.1278

21. Huang H., Yang Q., Zhang L., Huang C. Polyacrylamide modified kaolin enhances adsorption of sodium alginate/carboxymethyl chitosan hydrogel beads for copper ions // Chemical Engineering Research and Design. 2022. V. 180. P. 296-305. doi:10.1016/j.cherd.2022.02.030

22. Nangi S., Katyal D., Warkar S. Kinetics, absorption and diffusion mechanism of crosslinked chitosan hydrogels // Indian Journal of Engineering & Materials Sciences. 2021. V. 28. P. 374-384.

23. Ozkahraman B., Acar I., Guclu G. Synthesis of N‑vinylcaprolactam and methacrylic acidbased hydrogels and investigation of drug release characteristics // Polymer Bulletin. 2023. V. 80. P. 5149-5181. doi:10.1007/s00289-022-04301-3

24. Muhammad U., Izwan S., Mehboob H., Rehman S. et al. Antibacterial and hemocompatible pH-responsive hydrogel for skin wound healing application: in vitro drug release // Polymers. 2021. V. 13. №. 21. P. 3703. doi: 10.3390/polym13213703