Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Получение и свойства двухслойных полиэлектролитных пленок на основе хитозана и гиалуроната натрия.

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-306-315

Аннотация

В работе представлена методика получения двухслойных плёнок на основе полиэлектролитного комплекса гиалуроната натрия и хитозана, ориентированных на применение в биомедицинских целях. Изучено влияние массового соотношения компонентов, последовательности нанесения слоёв и толщины плёночного материала на структуру, морфологию и механические свойства получаемых плёнок. Формирование полиэлектролитного комплекса подтверждено методом ИК-Фурье спектроскопии, выявившим характерные изменения полос поглощения функциональных групп полимеров. В ходе работы определены морфологические характеристики полученных полимерных плёнок методом оптической микроскопии и физико-механические характеристики при растяжении. Показано, что оптимальные свойства плёночного материала достигаются при массовом соотношении гиалуроновой кислоты и хитозана 1:7 и последовательности нанесения слоёв HA-Na → CH. Установлено, что увеличение толщины плёнки за счёт повышения объёма наносимых слоев приводит к существенному росту прочностных характеристик и относительного удлинения. Полученные результаты свидетельствуют о возможности целенаправленного регулирования свойств двухслойных плёнок на основе гиалуроната натрия и хитозана путём варьирования технологических параметров, что делает разработанные материалы перспективными для использования в качестве биомедицинских плёночных матриксов при травмах и повреждениях.

Об авторах

С. А. Глебская
Национальный исследовательский университет ИТМО


Т. Н. Грибиниченко
Национальный исследовательский университет ИТМО


М. С. Давлетшина
Национальный исследовательский университет ИТМО


А. Д. Доронина
Национальный исследовательский университет ИТМО


М. В. Успенская
Санкт-Петербургский государственный университет


Р. О. Олехнович
Национальный исследовательский университет ИТМО


Список литературы

1. Abdulsalam L., Abubakar S., Permatasari I., Lawal A.A., Uddin S., Ullah S., Ahmad I. Advanced Biocompatible and Biodegradable Polymers: A Review of Functionalization, Smart Systems, and Sustainable Applications. Polymers. 2025. vol. 17. no. 21. doi: 10.3390/polym17213001.

2. Socci M.C., Rodríguez G., Oliva E., Fushimi S., Takabatake K., Nagatsuka H., Felice C.J., Rodríguez A.P. Polymeric Materials, Advances and Applications in Tissue Engineering: A Review. Bioengineering. 2023. vol. 10. no. 2. article 218. doi: 10.3390/bioengineering10020218.

3. Song R., Murphy M., Li C., Ting K., Soo C., Zheng Z. Current development of biodegradable polymeric materials for biomedical applications. Drug Design, Development and Therapy. 2018. vol. 12. pp. 3117–3145. doi: 10.2147/DDDT.S165440.

4. Sutradhar S.C., Shin H., Kim W., Jang H. Hydrogel Films in Biomedical Applications: Fabrication, Properties and Therapeutic Potential. Gels. 2025. vol. 11. no. 11. [Online first]. doi: 10.3390/gels11110875.

5. Bykova V.M., Nemtsev V.S. Raw Materials Sources and Methods for Obtaining Chitin and Chitosan. In: Skryabin K.G., Vikhreva G.A., Varlamov V.P. (eds.) Chitin and Chitosan. Production, Properties and Application. Moscow: Nauka, 2006. pp. 7–23. (in Russian).

6. Jiménez-Gómez C.P., Cecilia J.A. Chitosan: A Natural Biopolymer with a Wide and Varied Range of Applications. Molecules. 2020. vol. 25. no. 17. article 3981. doi: 10.3390/molecules25173981.

7. Aranaz I., Alcántara A.R., Civera M.C., Arias C., Elorza B., Heras Caballero A., Acosta N. Chitosan: An Overview of Its Properties and Applications. Polymers. 2021. vol. 13. no. 19. article 3256. doi: 10.3390/polym13193256.

8. Lingait D., Rahagude R., Gaharwar S.S., Das R.S., Verma M.G., Srivastava N., Kumar A., Mandavgane S. A review on versatile applications of biomaterial/polycationic chitosan: An insight into the structure-property relationship. International Journal of Biological Macromolecules. 2024. vol. 257. part 2. article 128676. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2023.128676.

9. Harugade A., Sherje A.P., Pethe A. Chitosan: A review on properties, biological activities and recent progress in biomedical applications. Reactive and Functional Polymers. 2024. vol. 191. article 105634. doi: 10.1016/j.reactfunctpolym.2023.105634.

10. Wang X., An Z., Zheng X., Jin Z. A thermally sensitive and antibacterial multifunctional chitosan-based hydrogel that accelerates wound healing by recruiting macrophages and regulating cytokines and cytokeratin. European Polymer Journal. 2025. vol. 241. article 113089. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2025.113089.

11. Taylor M., Jenkins J., Rodriguez C., Adcock A., Yang L., Mohiuddin M., Riaz U. Poly(1 naphthylamine) – Reinforced Chitosan Films for Smart Packaging: Enhanced Mechanical, Morphological, and Antibacterial Properties. Langmuir. 2025. vol. 41. no. 46. pp. 31608–31622. doi: 10.1021/acs.langmuir.5c03256.

12. Abatangelo G., Vindigni V., Avruscio G., Pandis L., Brun P. Hyaluronic Acid: Redefining Its Role. Cells. 2020. vol. 9. no. 7. article 1743. doi: 10.3390/cells9071743.

13. Dovedytis M., Liu Z.J., Bartlett S. Hyaluronic acid and its biomedical applications: A review. Engineered Regeneration. 2020. vol. 1. pp. 102–113. doi: 10.1016/j.engreg.2020.10.001.

14. Juncan A.M., Moisă D.G., Santini A., Morgovan C., Rus L.L., Vonica-Țincu A.L., Loghin F. Advantages of Hyaluronic Acid and Its Combination with Other Bioactive Ingredients in Cosmeceuticals. Molecules. 2021. vol. 26. no. 15. article 4429. doi: 10.3390/molecules26154429.

15. Wang H., Jin Z., Xia L., Wang L., Sheng X., Wang S., Xu T., He P., Li C. Transdermal and moisturizing effects of novel supramolecular hyaluronic acid. Research Square [preprint]. 2023. doi: 10.21203/rs.3.rs-2654321/v1.

16. Kareva E.N., Donskov S.V. Pharmacological aspects of hyaluronic acid metabolism: A review. Gynecology. 2025. vol. 27. no. 2. pp. 157–171. doi: 10.26442/20795696.2025.2.203218 (in Russian).

17. Tsuchida E. Formation of polyelectrolyte complexes and their structures. Journal of Macromolecular Science – Pure and Applied Chemistry. 1994. vol. 31. no. 1. pp. 1–15. doi: 10.1080/10601329408545870.

18. Lankalapalli S., Kolapalli V.R. Polyelectrolyte Complexes: A Review of their Applicability in Drug Delivery Technology. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2009. vol. 71. no. 5. pp. 481–487. doi: 10.4103/0250-474X.58165.

19. Auepattana-Aumrung K., Bishop L.M., Stevens K.C., Stewart K.A., Crespy D., Sumerlin B.S. Photoinduced polyelectrolyte complexation for the formation of stable films with reversible crosslinking. Chemical Science. 2025. vol. 16. no. 14. pp. 5976–5985. doi: 10.1039/D5SC00002E.

20. Campbell J., Vikulina A.S. Layer-By-Layer Assemblies of Biopolymers: Build-Up, Mechanical Stability and Molecular Dynamics. Polymers. 2020. vol. 12. no. 9. article 1949. doi: 10.3390/polym12091949.

21. Su L., Jia Y., Fu L., Guo K., Xie S. The emerging progress on wound dressings and their application in clinic wound management. Heliyon. 2023. vol. 9. no. 12. article e22520. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e22520.

22. Xu H., Ma L., Shi H., Gao C., Han C. Chitosan–hyaluronic acid hybrid film as a novel wound dressing: in vitro and in vivo studies. Polymers for Advanced Technologies. 2007. vol. 18. no. 10. pp. 869–875. doi: 10.1002/pat.953.

23. Kulkarni A.D., Vanjari Y.H., Sancheti K.H., Patel H.M., Belgamwar V.S., Surana S.J., Pardeshi C.V. Polyelectrolyte complexes: mechanisms, critical experimental aspects, and applications. Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. 2016. vol. 44. no. 7. pp. 1615–1625. doi: 10.3109/21691401.2015.1129623.

24. Jagtap P., Patil K., Dhatrak P. Polyelectrolyte Complex for Drug Delivery in Biomedical Applications: A Review. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. vol. 1183. no. 1. article 012007. doi: 10.1088/1757-899X/1183/1/012007.

25. Polexe R.C., Delair T. Elaboration of stable and antibody functionalized positively charged colloids by polyelectrolyte complexation between chitosan and hyaluronic acid. Molecules. 2013. vol. 18. no. 7. pp. 8563–8578. doi: 10.3390/molecules18078563.

26. Gonciarz W., Balcerczak E., Brzeziński M., Jeleń A., Pietrzyk-Brzezińska A.J., Narayanan V.H.B., Chmiela M. Chitosan-based formulations for therapeutic applications. A recent overview. Journal of Biomedical Science. 2025. vol. 32. article 62. doi: 10.1186/s12929-025-01167-5.

27. Ke C.L., Deng F.S., Chuang C.Y. et al. Antimicrobial Actions and Applications of Chitosan. Polymers. 2021. vol. 13. no. 6. article 904. doi: 10.3390/polym13060904.

28. Di Mola A., Landi M.R., Massa A., D'Amora U., Guarino V. Hyaluronic Acid in Biomedical Fields: New Trends from Chemistry to Biomaterial Applications. International Journal of Molecular Sciences. 2022. vol. 23. no. 22. article 14372. doi: 10.3390/ijms232214372.

29. Foster A., DeRosa M.C. Development of a Biocompatible Layer-by-Layer Film System Using Aptamer Technology for Smart Material Applications. Polymers. 2014. vol. 6. pp. 1631–1654. doi: 10.3390/polym6061631.

30. Sainsbury E., Amaral R., Blayney A.W. et al. Tissue engineering and regenerative medicine strategies for the repair of tympanic membrane perforations. Biomaterials and Biosystems. 2022. vol. 8. article 100046. doi: 10.1016/j.bbiosy.2022.100046.

31. Lavrentev F.V., Shilovskikh V.V., Alabusheva V.S., Yurova V.Y., Nikitina A.A., Ulasevich S.A., Skorb E.V. Diffusion-Limited Processes in Hydrogels with Chosen Applications from Drug Delivery to Electronic Components. Molecules. 2023. vol. 28. no. 15. article 5931. doi: 10.3390/molecules28155931.

32. Tegopoulos S.N., Ektirici S., Harmandaris V., Kyritsis A., Rissanou A.N., Papagiannopoulos A. Complexation and Thermal Stabilization of Protein–Polyelectrolyte Systems via Experiments and Molecular Simulations: The Poly(acrylic acid)/Lysozyme Case. Polymers. 2025. vol. 17. article 2125. doi: 10.3390/polym17152125.

33. Aleemardani M., Bagher Z., Farhadi M., Chahsetareh H., Najafi R., Eftekhari B., Seifalian A. Can Tissue Engineering Bring Hope to the Development of Human Tympanic Membrane? Tissue Engineering Part B: Reviews. 2021. vol. 27. no. 6. pp. 572–589. doi: 10.1089/ten.teb.2020.0288.

34. Kolawole S. Dada, Uspenskaya M.V., Collins N. Elangwe, Nosova A.O., Olekhnovich R.O. Exploring the influence of mechanical and physical characteristics on transdermal patches: A study on polymeric films composed of hyaluronic acid and zinc oxide nanoparticles. Proceedings of VSUET. 2024. vol. 86. no. 3. pp. 282–288. doi: 10.20914/2310-1202-2024-3-282-288.


Рецензия

Для цитирования:


Глебская С.А., Грибиниченко Т.Н., Давлетшина М.С., Доронина А.Д., Успенская М.В., Олехнович Р.О. Получение и свойства двухслойных полиэлектролитных пленок на основе хитозана и гиалуроната натрия. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2026;88(1):306-315. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-306-315

For citation:


Glebskaia S.A., Gribinichenko T.N., Davletshina M.S., Doronina A.D., Uspenskaya M.V., Olekhnovich R.O. Obtaining and Properties of Bi-layer Polyelectrolyte Films Based on Chitosan and Sodium Hyaluronate. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2026;88(1):306-315. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2026-1-306-315

Просмотров: 260

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)