Введение к работе
, Аістуалькость темы. Взаимодействие белков с поверхностью твердых ел интенсивно исследуется в последние годы в связи с широким недрониэм различных материалов в биоло^то, биотехнологию и эдицину. Возникшая в конце 60-х годов новая область науки -изико-химия медицинских шлшерсв в качествэ основной задача эссматриваот проблему создания полимерных материалов с задакныки здшга-тохничоскиш свойства?^, решониэ которой невозможно без этального изучения процессов, протека:ощих на границе рпздола зтериал/биоткань. Выполнение этих работ предусйотрэдо Общесоюзно* эучно-технической программой 0G9.II.C4 "Разработать и внедрить з зактику биосовместимые полимеры с зздзняшл и регулируемыми зойстваш", а также яэяпраБительствонкьш смдошекюм СССР-СП/. Разработка и исследование исснуственпого сердца" ("биоматориалы").
Адсорбция сывороточных белков крови является первой стадией 5аимодзаствіш кроЕИ с поверхностью чужеродного материала. Механизм їразования адсорбированного белсового слоя,структура и состав кото-)го существенно в.,ш»т на гемосоЕ?№СТ1ЕА>1э свойства имплантируемых далиа, в настоящее время на ясен. Предложенные гооретичоскш но-».ш, как правило, оспованы на предположении однородпссти ловерхнос-I, баз учета неоднородности адсорбционного взаимодействия белок/ іворхность. Поэтому, разработанные на сегодняшний день физнко-мическкз и адсорбционные критерии гемосовкестамости построены на гализэ усредненных поверхностных характеристик. Однако, в рядо давних работ показано, что гемосовмостамые свойства материалов івисят от характера микрофэзвого разделения структур их поъерхнос-[, размера доменов, наличия кикропришсей и микровкличениа и т.д..
Широко используемый в настоюре время котод радиоактивных дикаторсв, несмотря на его простоту и надохшость, имеет сущоствен-
й недостаток - неприменимость к исследованию обратимо здсорбирую-хся молекул белка. Еодобпого недостатка липел предложенный недавно тод флуорэсцэшдаи полного знугрепного отражения (йПВО),позволяющий гистрировать адсорбционные процессы в реальном масштабе времени.
Целью, настогсцза работы являетсп экспериментальное и оротическое исследование механизма неоднородности адсорбционного аимодэйствия белков плазмы крови с поверхностью биоматериалов. Для достижения указаной цели были гостазлэнн следующие
говные задачи:
разработать метод ФПВО для исследования в реальном масштабе вреуеви процэссов вз^имодэйствия бемков с поверхностью оптически прозрачных бисматериалов:
методом ФПВО изучить изотермы и кинетики адсорбцонно-десорбционных процессов альбумина и ганмаглобулина'на поверхности кварца, силокса-нов и блоксополим<*ров медицинского назначения;
разработать теоретическую модель адсорбции, учитывающую неоднородность Бзашодайствия белок/поверхность;
проанализировать взаимосвязь адсорбционных, физико-химических и гемосовместимых свойств исследованншс биоматериалов.
Научкэл новигдэ. В работе впервые:
-
Методом ФПВО получены изотермы и кинетические кривые адсорбции и десорбции сывороточных белков крози на поверхности полимеров медицинского назначения.
-
Предложена теоретическая модель адсорбции, учитывающая неодаородкость взаимодействия белок/поверхность и структурные изменеым в адсорбированном болксвом слое.
-
В рамках разработашіоа модели получены вида распределений цэлтр адсорбцли по логарифму констант скорости адсорбции кд и десорбции к , рассмотрен механизм адсорбции балков на исследованным материалах.
-
Обнаружена взаимосвязь мевду гэмосовшстимостью поверхности и пзрамеїрами полученных распределения:.
Практическая значимость. Разработан метод флуоресценции полного внутреннего отражоьля для исследования в реальном масштабе времени процессов взаимодействия белков плазмы крови с поверхностью оптически прозрачных биоматерйэлов. Зарегистрировано 3 рационализаторских предложения по конструкции кюветы и платформы ФПВО. Исследован хараісгер адсорбции и строение адсорбированного белкового слоя на поверхности новых и широко .применяемых биоматзриалов. В рамках предлагаемого теоретического подхода установлена корреляция между гемосовьостимостью материалов к характером адсорбционного взаимодействия белок/поверхность.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научных ксніїереЕЩЯх: КФГК в 1988, 1989 гг, иа американо-советском симпозиуме по системам вспомогательного кровообращени и по биоматариалам (Хьюстон.СМ.І990).
Публикации. По материалам дассвргации опубликовано пять печатных работ, две работы приняты в печать.
Структура диссертацім. Диссертация состоит из введения, і глаз, выводов, списка цитируемой литературы из 117 наименовании и приложения (список сокращений и обозначений). Материалы диссертации, включая ?1 рисунок и 14 таблиц изложены на 150 страницах.