Гідролітична деструкція полі(3-гідроксибутирата) і його похідних: характеристики та кінетична поведінка

Authors:

Anton Bonartsev, Arasha Boskhomdzhiev, Vera Voinova, Taniana Makhina, Vera Myshkina, Sergey Yakovlev, Irina Zharkova, Elena Filatova, Anton Zernov, Dmitry Bagrov, Natalia Andreeva, Alexander Rebrov, Garina Bonartseva and Alexey Iordan

Наведено порівняльні дослідження стосовно гідролітичної деструкції полі-3-гідроксибутирату (РНВ) і поліактиду (PLA) у фосфатному буфері за 310 і 343 К, а також кінетики деструкції кополімеру 3-гідроксибутирату і 3-гідроксивалерату (20 %) та суміші PHB-PLA (1:1). Інтенсивність гідролізу характеризувалась втратою загальної маси та пониженням середньов‘язкісної молекулярної маси зразків. Встановлено, що швидкість гідролізу зростає у послідовності PHBV < PHB < суміш PHB-PLA < PLA. З використанням методу РСА визначена еволюція кристалічності та ММ, а із застосуванням методу АСМ показано різницю шороховатості для поверхні РНВ до і після контакту з агресивним середовищем. Показано важливу роль ММ полімеру як чинника, що відповідає за гідролітичну деструкцію біополімерів.

полі(3-гідроксибутират)

поліактид

неферментний гідроліз

кристалічність

втрата маси

[1] Sudesh K., Abe H. and Doi Y.: Progr. Polym. Sci., 2000, 25, 1503.
[2] Lenz R. and Marchessault R.: Biomacromolecules, 2005, 6, 1.
[3] Bonartsev A., Iordanskii A., Bonartseva G. and Zaikov G.: Polym. Res. J., 2008, 2, 127.
[4] Kadouri D., Jurkevitch E., Okon Y. and Castro-Sowinski S.: Critical Rev. in Microbiol., 2005, 31, 55.
[5] Jendrossek D. and Handrick R.: Annual Rev. Microbiol., 2002, 56, 403.
[6] Steinbuchel A. and Lutke-Eversloh T.: Biochem. Eng. J., 2003, 16, 81.
[7] Miller N. and Williams D.: Biomaterials, 1987, 8, 129.
[8] Qu X., Wu Q., Zhang K. and Chen G.: Biomaterials, 2006, 27, 3540.
[9] Fostera L., Sanguanchaipaiwonga V., Gabelisha J. et al.: Polymer, 2005, 46, 6587.
[10] Marois Y., Zhang Z., Vert M., et al.: J. Biomed. Mat. Res., 2000, 49, 216.
[11] Freier T., Kunze C., Nischan C. et al.: Biomaterials, 2002, 23, 2649.
[12] Doi Y., Kanesawa Y., Kawaguchi Y. and Kunioka M.: Macromol. Chem. Rapid. Commun., 1989, 10, 227.
[13] Renstadt R., Karlsson S. and Albertsson A.: Macromol Symp., 1998, 127, 241.
[14] Cheng M-L., Chen P-Y., Lan C-H. and Sun Y-M.: Polymer 2011, doi:10.1016/j.polymer.2011.01.039 in press.
[15] Myshkina V., Nikolaeva D., Makhina T. et al.: Appl. Biochem. Microbiology, 2008, 44, 482.
[16] Myshkina V., Ivanov E., Bonartseva G. et al.: Appl. Biochem. Microbiology, 2010, 46, 289.
[17] Akita S., Einaga Y., Miyaki Y. and Fujita H.: Macromolecules, 1976, 9, 774.
[18] Rebrov A., Dubinskii V., Nekrasov Y. et al.: Polymer Science (in Rus.), 2002, 44A, 347.
[19] Koyama N. and Doi Y.: Can. J. Microbiol., 1995, 41, 316.
[20] Majid M., Ismail J., Few L. and Tan C.: Eur. Polym. J., 2002, 38, 837.
[21] Choi G., Kim H. and Rhee Y.: J. Microbiol., 2004, 42, 346.
[22] Iordanskii A., Rudakova T. and Zaikov G.: Interaction of Polymers with Corrosive and Bioactive Media. VSP, New York-Tokyo 1984.
[23] Wang H., Palmer H., Linhardt R. et al.: Biomaterials, 1990, 11, 679.
[24] Kurcok P., Kowalczuk M., Adamus G. et al.: JMS-Pure Appl. Chem., 1995, A32, 875.
[25] Reusch R.: FEMS Microbiol. Rev., 1992, 103, 119.
[26] Molnar K., Moczo J., Murariu M. et al.: eXPRESS Polym. Lett., 2009, 3, 49.
[27] Spyros A., Kimmich R., Briese B. and Jendrossek D.: Macromolecules, 1997, 30, 8218.
[28] Luizier W.: Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1992, 89, 839.
[29] Gao Y., Kong L., Zhang L. et al.: Eur. Polym. J., 2006, 42, 764.
[30] Pompe T., Keller K., Mothes G. et al.: Biomaterials, 2007, 28, 28.
[31] Siepmann J., Siepmann F. and Florence A.: Int. J. Pharmac., 2006, 314, 101.
[32] Zhang T., Fu Y., Bishop P. et al.: J. Hazardous Mat., 1995, 41, 267.