Электронно-лучевой кросслинкинг полиэтиленгликоля для создания антимикробного лекарственного препарата на основе гидрогеля и пептидомиметика
П. Г. Мадонов,
С. В. Мишенина,
Е. А. Бондарева,
А. Н. Евстропов,
Д. В. Ярославцев,
М. С. Солдатова,
Д. В. Клюев,
Е. М. Любушкина,
М. А. Королёв https://doi.org/10.31549/2542-1174-2025-9-4-91-104
Аннотация
Введение . В настоящее время актуален поиск альтернатив современным антибиотикам, а также материалов, не обладающих раздражающим действием на организм, но способных являться депо для антимикробных веществ. Идея создания композиции из модифицированного полиэтиленгликолевого геля и антимикробного пептидомиметика рассматривается как перспективная.
Цель . Изучить физико-химические процессы электронно-лучевого кросслинкинга полиэтиленгликоля (ПЭГ) с целью получения гидрогеля с заданными свойствами и создание на основе этой технологии депо-матрицы для антимикробного пептидомиметика.
Материалы и методы. Процессу радиационного облучения, сочетающему деструкцию полимера и его сшивание, подвергали ПЭГ с диапазоном молекулярных масс от 400 до 40 000 Да. Изучали их свойства и создавали композицию на основе ПЭГ и антимикробного пептидомиметика КАМП-1 (трипептид H-Arg-Tbt-ArgNH-C2H4-Ph).
Результаты. Гель получен при использовании низкомолекулярного ПЭГ и диапазона доз радиации от 1,5 до 3 Мрад или высокомолекулярного ПЭГ (более 4000 Да) и дозы облучения 0,25 Мрад. Для достижения гелеобразования путем кросслинкинга использовался низкомолекулярный ПЭГ (1500 Да) и доза облучения 2 Мрад. В полученный гель антибактериальный пептидомиметик КАМП-1 был имплантирован без технологических сложностей с помощью ротационного гомогенизатора. Увеличение дозы излучения приводило к пропорциональному снижению текучести геля.
Заключение . Вариация параметров электронно-лучевого воздействия и концентрации ПЭГ позволяет получать гидрогели с необходимыми свойствами для депо-матрицы, предназначенной для имплантации фармакологически активных агентов. КАМП-1 удерживается в гелеобразной депо-матрице, и диффузия этого пептидомиметика в водную фазу происходит с низкой интенсивностью. Разработка данной технологии создания антимикробного лекарственного средства позволяет производить прототипы готовых лекарственных форм для местного применения.
Ключевые слова
полиэтиленгликоль,
ПЭГ,
антимикробный пептидомиметик,
антимикробные препараты,
КАМП-1,
антибактериальный гель
При поддержке: Исследование проведено в рамках выполнения Государственного задания по теме № FWNR-2024-0005.
Об авторах
П. Г. Мадонов
НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»; ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Мадонов Павел Геннадьевич – д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой фармакологии, клинической фармакологии и доказательной медицины; заведующий отделом экспериментальной фармакологии НИИ клинической и экспериментальной лимфологии
Новосибирск
С. В. Мишенина
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Мишенина Светлана Владимировна – д-р мед. наук, доцент, профессор кафедры фармакологии, клинической фармакологии и доказательной медицины
Новосибирск
Е. А. Бондарева
НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»; ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Бондарева Елена Александровна – аспирант кафедры фармакологии, клинической фармакологии и доказательной медицины ; младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и клинической фармакологи НИИ клинической и экспериментальной лимфологии
630091, г. Новосибирск, Красный просп., 52.
А. Н. Евстропов
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Евстропов Александр Николаевич – д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой микробиологии, вирусологии и иммунологии
Новосибирск
Д. В. Ярославцев
НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия
Россия
Ярославцев Дмитрий Викторович – магистр химии, младший научный сотрудник лаборатории фармакологических активных соединений
Новосибирск
М. С. Солдатова
НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия
Россия
Солдатова Марина Сергеевна – младший научный сотрудник лаборатории фармакологического моделирования и скрининга биоактивных молекул
Новосибирск
Д. В. Клюев
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Клюев Дмитрий Валерьевич – ассистент кафедры фармакологии, клинической фармакологии и
доказательной медицины
Новосибирск
Е. М. Любушкина
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Любушкина Елизавета Михайловна – старший лаборант кафедры фармакологии, клинической фармакологии и доказательной медицины
Новосибирск
М. А. Королёв
НИИ клинической и экспериментальной лимфологии – филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»
Россия
Россия
Королёв Максим Александрович – д-р мед. наук, руководитель
Новосибирск
Список литературы
1. Asokan-Sheeja H., Das D., Nguyen J.N. et al. pH-responsive peptide-polymer hydrogel for biofi lm disruption // ACS Appl. Bio Mater. 2025;8(7):6415-6425. DOI: 10.1021/acsabm.5c00897.
2. Du W., Gong J.S., Chen X. et al. Ångstrom-scale silver particle-infused hydrogels eliminate orthopedic implant infections and support fracture healing // Bio-mater. Transl. 2025;6(1):85-102. DOI: 10.12336/bio-matertransl.2025.01.007.
3. Oliver-Cervelló L., Martin-Gómez H., Gonzalez-Garcia C. et al. Protease-degradable hydrogels with multifunctional biomimetic peptides for bone tissue engineering // Front. Bioeng. Biotechnol. 2023;11:1192436. DOI: 10.3389/fbioe.2023.1192436.
4. Tolentino M.A.K., Du E.Y., Silvani G. et al. Decoding hydrogel porosity: advancing the structural analysis of hydrogels for biomedical applications // Adv. Healthc. Mater. 2025;14(22):e2500658. DOI: 10.1002/adhm.202500658.
5. Muttenthaler M., King G.F., Adams D.J., Alewood P.F. Trends in peptide drug discovery // Nat. Rev. Drug Discov. 2021;20(4),:309-325. DOI: 10.1038/s41573-020-00135-8.
6. Chen C.H., Lu T.K. Development and challenges of antimicrobial peptides for therapeutic applications // Antibiotics. 2020;9:24. DOI: 10.3390/antibiotics9010024.
7. Сиггиа С., Ханна Дж.Г. Количественный органический анализ по функциональным группам/ пер. с англ. А.П. Сергеева. М.: Химия, 1983. 672 с.
Рецензия
Для цитирования:
Мадонов П.Г., Мишенина С.В., Бондарева Е.А., Евстропов А.Н., Ярославцев Д.В., Солдатова М.С., Клюев Д.В., Любушкина Е.М., Королёв М.А. Электронно-лучевой кросслинкинг полиэтиленгликоля для создания антимикробного лекарственного препарата на основе гидрогеля и пептидомиметика. Journal of Siberian Medical Sciences. 2025;(4):91-104. https://doi.org/10.31549/2542-1174-2025-9-4-91-104
For citation:
Madonov P.G., Mishenina S.V., Bondareva E.A., Evstropov A.N., Yaroslavtsev D.V., , Klyuev D.V., Lyubushkina E.M., Korolev M.A. Electron beam crosslinking of polyethylene glycol for the developing an hydrogel- and peptidomimetic-based antimicrobial drug. Journal of Siberian Medical Sciences. 2025;(4):91-104. https://doi.org/10.31549/2542-1174-2025-9-4-91-104
Просмотров:
9
Послать статью по эл. почте 