В настоящее время одной из наиболее актуальных междисциплинарных проблем на стыке биофизики, химии и медицины является создание новых эффективных систем лекарственной терапии, основанных на избирательной и целенаправленной доставке лекарственных препаратов непосредственно в области организма, являющиеся целями терапевтического воздействия. Решение этой проблемы связано с разработкой биосовместимых коллоидных средств капсулирования лекарственных препаратов, способных обеспечить управляемую адресную доставку и высвобождение лекарств в целевые области организма. При этом управление локализацией коллоидных носителей и лекарственных препаратов в биологических жидких средах организма может быть обеспечено химическими, биохимическими и физическими (в частности, магнитными) воздействиями.



В данной работе описаны новые коллоидные магнитные поликомплексы на основе биосовместимых полимеров, модифицированные биогенным полиамином спермином, которые могут использоваться для капсулирования и доставки лекарств.



В ходе работы:



1. Были получены новые коллоидные поликомплексы на основе молекул полиакриловой кислоты различной молекулярной массы, модифицированных спермином. Были определены основные характеристики поликомплексов: дзета-потенциалы, гидродинамические диаметры, изучена агрегативная устойчивость комплексов и определено оптимальное для дальнейшей модификации соотношение между числом звеньев полианиона и числом молекул катионного “сшивателя”.



2. Была продемонстрирована возможность включения в поликомплексы лекарственных соединений. В качестве такого соединения в работе использовали противоопухолевый препарат доксорубицин



3. Методом ЭПР исследованы магнитные свойства поликомплексов, функционализованных магнитными наночастицами. Получены данные, указывающие на природу наночастиц, образующихся в биополимерной матрице.



Полученные результаты указывают на возможность создания новых магнитных поликомплексов на основе биосовместимых полимеров, модифицированных биогенным полиамином спермином, способных включать в свой состав лекарственные препараты.



Литература

1 - V.V. Spiridonov et al., “Magnetosensitive Water‐Soluble Nanocomposite Based on Sodium Alginate and Fe2O3 Nanoparticles”. Macromolecular Symposia. Том 389, № 1, 2020

2 - D.A. Gorin et al., “Effect of Microwave Irradiation on Composite Iron Oxide Nanoparticle/Polymer Microcapsules”. Proc. of SPIE Vol. 6536, 2007.

3 - Yu. A. Koksharov et al, “Low temperature electron paramagnetic resonance anomalies in Fe-based nanoparticles”. Journal of Applied Physics. Volume 88, Number 3. 1 august 2000.

Currently, one of the most urgent interdisciplinary problems at the intersection of biophysics, chemistry and medicine is the creation of new effective drug therapy systems based on selective and targeted delivery of drugs directly to the areas of the body that are the goals of therapeutic action.The solution to this problem is associated with the development of biocompatible colloidal means of encapsulating drugs that can provide controlled targeted delivery and release of drugs to target areas of the body. At the same time, the localization of colloidal carriers and drugs in biological liquid media of the body can be controlled by chemical, biochemical and physical (in particular, magnetic) influences.



This paper describes new colloidal magnetic polycomplexes based on biocompatible polymers modified with biogenic polyamine spermin, which can be used for encapsulation and drug delivery.



During the work:



1. New colloidal polycomplexes based on polyacrylic acid molecules of various molecular weights modified with spermine were obtained. The main characteristics of the polycomplexes were determined: zeta potentials, hydrodynamic diameters, the aggregative stability of the complexes was studied and the optimal ratio for further modification between the number of polyanion units and the number of cationic “stapler" molecules was determined.



2. The possibility of including medicinal compounds in polycomplexes was demonstrated. antitumor drug doxorubicin was used as such a compound in the work



3. The magnetic properties of polycomplexes functionalized by magnetic nanoparticles were investigated by the EPR method. Data indicating the nature of the nanoparticles formed in the biopolymer matrix have been obtained.



The obtained results indicate the possibility of creating new magnetic polycomplexes based on biocompatible polymers modified with biogenic polyamine spermin, capable of including medicinal preparations in their composition.



Literature

1 - V.V. Spiridonov et al., “Magnetosensitive Water‐Soluble Nanocomposite Based on Sodium Alginate and Fe2O3 Nanoparticles”. Macromolecular Symposia. Volume 389, No. 1, 2020

2 - D.A. Gorin et al., “Effect of Microwave Irradiation on Composite Iron Oxide Nanoparticle/Polymer Microcapsules”. Proc. of SPIE Vol. 6536, 2007.

3 - Yu. A. Koksharov et al, “Low temperature electron paramagnetic resonance anomalies in Fe-based nanoparticles”. Journal of Applied Physics. Volume 88, Number 3. 1 august 2000.