Сибирский федеральный университет

В стандартной системе лесопереработки для дальнейшего использования извлекают только целлюлозу, остальные составляющие древесины превращаются крупнотоннажные невостребованные отходы.

Вместе с тем древесное сырьё многокомпонентное, оно содержит ещё два природных полимера: лигнин и гемицеллюлозы. Последние относятся к полисахаридам и могут стать перспективной составляющей для дальнейшего использования в промышленности.

Гемицеллюлозы обладают свойствами сорбентов, антиоксидантов и являются полностью биоразлагаемыми. При этом у них достаточно подвижная структура, что даёт возможность придавать веществу различные полезные свойства, обратили внимание учёные.

«Мы разработали технологию модификации этого полимера сульфатными группами. Так он приобретает свойства антикоагулянта — вещества, препятствующего тромбообразованию. Наши производные могут формировать тонкие плёнки, оптимальные для покрытия носителей лекарств и имплантов», — уточнил доцент кафедры органической и аналитической химии Института цветных металлов и материаловедения СФУ Юрий Маляр.

Специалист пояснил, что при длительном соприкосновении с внутренними тканями медицинские импланты создают риск тромбообразования. Тромб может препятствовать току крови или даже привести к закупорке сосуда. Поэтому транспортировщики лекарств и интегрируемые в организм элементы обрабатывают антикоагулянтами. Наиболее популярен гепарин, но он имеет побочные эффекты и нередко вызывает аллергические реакции.

Существуют антикоагулянты на основе полисахаридов животных либо из морских водорослей, но модифицировать и регулировать их химический состав значительно сложнее, отметил специалист.

Сейчас учёные подтвердили эффективность антикоагулянтов из древесных полисахаридов при экспериментах на клеточных структурах (в пробирке). А в ближайшем будущем специалисты запланировали исследование на лабораторных мышах.

«Также нам впервые удалось получить производные гемицеллюлоз без применения токсичных органических растворителей. Обычно в процессе сульфатирования используют экологически небезопасные реактивы на основе серной кислоты. Мы работаем с нетоксичными растворителями и более безопасной сульфаминовой кислотой», — добавил Маляр.

Учёный отметил, что технология трёхкомпонентной переработки лесоотходов может потребовать значительных финансовых вложений. Сначала необходимо сепарировать лигнин, а уже потом разделить целлюлозу и гемицеллюлозы так, чтобы вещества не имели других примесей.

Однако затраты на внедрение новых способов лесопереработки могут окупиться за счёт производства не только антикоагулянтов, но и другой медицинской продукции, предположил специалист. Гемицеллюлозы можно использовать в качестве вспомогательных веществ в таблетках, а также как сорбент либо антиоксидант.

Исследование выполнено в сотрудничестве с Институтом химии и химической технологии СО РАН и Национального медицинского исследовательского центра гематологии Министерства здравоохранения РФ. Разработка новых материалов велась в рамках стратегического проекта СФУ «М4: material science, mining, metallurgy, machinery», входящего в программу «Приоритет 2030».