Композиционные пористые неорганические материалы, модифицированные гетероциклами на основе гликольурилов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Ухов Артур Эдуардович

• Ухов Артур Эдуардович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Ухов Артур Эдуардович

ВВЕДЕНИЕ

1 КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОРИСТЫЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ: СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

1.1 Пористые скаффолды, применяемые в медицине

1.2 Методы модификации пористых скаффолдов

1.3 Импланты с возможностью высвобождения лекарственных и биоактивных веществ

1.4 Полимерные материалы, применяемые в медицине и в композиционных материалах

1.5 Комплексы «хозяин-гость» на основе макроциклических соединений - их получение, свойства и высвобождение биоактивных веществ

1.6 Кукурбит[п]урилы: синтез, свойства, разделение и применение

1.7 Бамбус[6]урил: синтез, свойства, разделение и применение

1.8 Заключение к Главе

2 МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ И МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Синтез и характеристика исходных веществ и материалов на их основе ... 52 2.1.1 Синтез тетрагидроксиметилгликольурила ТГГУ

2.1.2. Получение, разделение и очистка семейства кукурбит[п]урилов

2.1.3 Синтез, очистка бамбус[6]урила

2.1.4 Синтез гликольурил-меламин-формальдегидной полимера

2.1.5 Синтез гидроксиапатита и получение пористых скаффолдов

2.1.6 Очистка диатомита

2.1.7 Получение скаффолдов Т1М различной пористости

2.1.8 Получение супрамолекулярного комплекса кукурбит[6]урила и 1,4-бис(2-гидроксиэтил)дигидрохлорид пиперазина

2.2 Методы получения композиционных биоматериалов

2.2.1 Разработка композиционных биоматериалов на основе

гидроксиапатита, диатомита и ТГГУ

2.2.2 Разработка методов модификации пористых скаффолдов из гидроксиапатита и никелида титана кукурбит[6,7,8]урилами

2.2.3 Получение композиционных материалов на основе ГА, ДА и Т1М путем модификации бамбус[6]урилом

2.3 Моделирование взаимодействия СВ[6] и Ви[6] с поверхностями пористых неорганических материалов методом молекулярного моделирования

2.4 Физико-химические методы исследования материалов

2.5 Методы изучения биосовместимости и антибактериальной активности медицинских материалов

3 РАЗРАБОТКА И СВОЙСТВА БИОКОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПОРИСТЫХ НЕРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ И КУКУРБИТ[Ы]УРИЛОВ

3.1 Разработка композиционных биоматериалов на основе гидроксиапатита, диатомита и ТГГУ

3.2 Разработка методов модификации пористых скаффолдов из гидроксиапатита кукурбит[6,7,8]урилами

3.3 Разработка методов модификации пористых скаффолдов из гидроксиапатита кукурбит[6]урилами с использованием внешних воздействий

3.4 Метод получения композиционных материалов на основе никелида титана и кукурбит[6]урила с применением ультразвукового воздействия

3.5 Первичная биосовместимость полученных композиционных материалов

3.6 Заключение к Главе

4. ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГИДРОКСИАПАТИТА, ДИАТОМИТА И НИКЕЛИДА ТИТАНА, МОДИФИЦИРОВАННЫХ БАМБУС[6]УРИЛОМ

4.1 Получение композиционных материалов на основе гидроксиапатита и диатомита путем модификации бамбус[6]урилом

4.2 Модификация пористого никелида титана бамбус[6]урилом

4.3 Заключение к Главе

5 РАЗРАБОТКА КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ,

МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИКОЛЬУРИЛ-МЕЛАМИН-ФОРМАЛЬДЕГДНОЙ СМОЛОЙ

5.1 Получение гликольурил-меламин-формальдегидной смолы пластификацией ОЭДФ, золедроновой кислотой и супрамолекулярным комплексом кукурбит[6]урила и дигидрохлорида 1,4-бис(2-

гидроксиэтил)пиперазина (Pipa*2HQ)

5.2 Исследование количественного содержания свободного формальдегида и метилольных групп

5.3 Физико-механические свойства ГУМЕФА

5.4 Заключение к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Композиционные пористые неорганические материалы, модифицированные гетероциклами на основе гликольурилов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Современные композиционные материалы играют ключевую роль в медицине, катализе, сенсорике, экологии и создании функциональных покрытий. Особый интерес представляют пористые неорганические соединения — гидроксиапатит, диатомит и никелид титана. Они обладают высокой удельной поверхностью, прочностью, химической устойчивостью и биосовместимостью, что делает их перспективными для медицины и других областей.

Однако каждое из этих соединений имеет ограничения: гидроксиапатит требует модификации для повышения адгезии клеток и контролируемой биоразлагаемости; диатомит из-за химической инертности нуждается в функционализации; никелид титана при взаимодействии с биосредами может высвобождать никель, что снижает его биосовместимость.

Одним из перспективных подходов является химическая модификация органическими макроциклами на основе гликольурилов — кукурбит[п]урилами и бамбус[6]урилом. Эти соединения обладают способностью к молекулярному распознаванию, образованию стабильных комплексов и регулированию поверхностных свойств, что позволяет значительно улучшить сорбционные, каталитические, механические и биомедицинские характеристики материалов.

Модификация гидроксиапатита такими макроциклами может повысить эффективность остеоинтеграции, функционализация диатомита — расширить его применение в биомедицине и агротехнологиях, а обработка никелида титана — снизить высвобождение никеля и повысить биосовместимость имплантатов.

Несмотря на перспективность подхода, исследования по модификации пористых соединений производными гликольурила находятся на начальном этапе: отсутствуют универсальные методы нанесения, мало данных о влиянии типа макроцикла и условий модификации на свойства композитов. Эти пробелы ограничивают применение материалов и определяют актуальность исследования.

Разработка методов модификации гидроксиапатита, диатомита и никелида титана макроциклическими соединениями и изучение их свойств позволит создать новые композиционные материалы с улучшенными характеристиками, востребованные в биомедицине и смежных областях.

Степень разработаности темы исследования. В области модификации гидроксиапатита можно выделить несколько ключевых направлений. Европейские и американские научные группы (например, под руководством M. Santin в Великобритании и A. Tampieri в Италии) фокусируются на создании композитных скаффолдов ГА с биополимерами, направленных на имитацию как минерального, так и органического компонента кости. В России данная проблематика глубоко изучается, в частности, научной школой Томского государственного университета, где были детально исследованы закономерности формирования структуры и физико-химических свойств ГА, показана перспективность его применения в качестве остеоинтегрирующих покрытий и наполнителей для костной регенерации. Параллельно коллективы из Санкт-Петербурга и Москвы активно работают над методами синтеза наноразмерного и допированного ГА с управляемыми свойствами.

Что касается никелида титана, то международные исследования сконцентрированы на решении главного его недостатка — потенциальной цитотоксичности, связанной с высвобождением ионов никеля. Ведущие японские и немецкие научные группы (в частности, из Tohoku University и Helmholtz-Zentrum Hereon) разрабатывают методы создания пассивных оксидных пленок и ионной имплантации для повышения коррозионной стойкости TiNi. В Томске усилия научных коллективов сосредоточены на методах нанесения биоактивных кальций-фосфатных покрытий, показавших свою эффективность в повышении остеоинтеграции и снижении миграции никеля. Отдельным перспективным направлением, развиваемым как за рубежом, так и в России (включая томскую школу), является создание и изучение пористых BD-структур из TiNi для улучшения остеоинтеграции имплантатов.

Кроме того, в рамках томской научной школы, связанной с исследованиями супрамолекулярной и координационной химии, накоплен обширный опыт в области создания функциональных композитов, в том числе систем на основе гидроксиапатита, и проведён комплексный анализ их структурных и биологических характеристик.

Несмотря на значительный прогресс, остаются недостаточно изученными методы супрамолекулярной модификации поверхности ГА и ТМ макроциклическими соединениями, а также влияние условий нанесения на морфологию адсорбированных слоёв и их связь с биологическими характеристиками. Эти задачи и легли в основу настоящего исследования.

Объекты исследования - пористые материалы на основе гидроксиапатита и диатомита, модифицированные тетрагидроксиметилгликольурилом (ТГГУ), пористые материалы на основе гидроксиапатита, диатомита и никелида титана, модифицированные семейством кукурбит[6,7,8]урилов (СВ[6,7,8]) и бамбус[6]урилом (Ви[6]), гликольурил-меламин-формальдегидными смолами.

Целью работы является создание новых биосовместимых композиционных пористых материалов на основе гидроксиапатита, диатомита и никелида титана с регулируемыми физико-химическими и биологическими свойствами путем установления закономерностей процесса их модификации гетероциклами на основе гликольурила.

Для осуществления цели были поставлены следующие задачи:

1. Получить и исследовать композиционные материалы на основе скаффолдов гидроксиапатита и диатомита модифицированных тетрагидроксиметилгликольурилом - прекурсором кукурбит[п]урилов и исследовать их физико-химические и биологические характеристики.

2. Получить и исследовать композиционные материалы на основе скаффолдов гидроксиапатита и никелида титана модифицированных кукурбит[6,7,8]урилами и исследовать их физико-химические характеристики (морфология адсорбированного слоя, спектральные и структурные свойства).

3. Получить и исследовать композиционные материалы из скаффолдов гидроксиапатита, диатомита и никелида титанамодифицированных бамбус[6]урилом и исследовать их физико-химические характеристики (морфология адсорбированного слоя, спектральные и структурные свойства).

4. Получить и исследовать композиционный материал из скаффолдов диатомита модифицированных гликольурил-меламин-формальдегидной смолой, пластифицированной ОЭДФ, кукурбит[п]урилами и супрамолекулярным комплексом СВ[6]^ра^2НС1 и исследовать их физико-технические свойства.

5. Определить биологические характеристики полученных композиционных биоматериалов (гемолитический эффект, антибактериальная активность, адсорбцию белков плазмы крови).

Научная новизна:

1. Впервые установлено, что модифицирование тетрагидроксиметилгликольурилом скаффолдов из гидроксиапатита и диатомита приводит к приданию получаемым материалам антибактериальных свойств.

2. Впервые получены композиционные материалы на основе кукурбит[6,7,8]урилов модификацией поверхности гидроксиапатита, диатомита и никелида титана, а также изучено влияние методов нанесения на морфологию осажденного слоя кукурбит[п]урилов полученных материалов. Выявлено, что осаждение СВ[6] на поверхность скаффолдов при нагревании до 50 °С и ультразвуковом воздействии на СВ[6] в растворенном виде не приводит к «островному» образованию конгламератов, тем самым увеличивая площадь покрытия скаффолда. Нанесение СВ[6] на ГА приводит к уменьшению удельной площади на 81,5%, а заполняемость микропор составило 55,5%. Определен процесс взаимодействия кукурбит[6]урила с поверхностью гидроксиапатита, диатомита и никелида титана методом молекулярной механики.

3. Впервые получены материалы модификацией поверхности гидроксиапатита, диатомита и никелида титана осаждением бамбус[6]урила из дисперсного раствора. Установлено, что данный метод позволяет реализовывать

биоэффекты полученных композиционных материалов - снизить гемолитический эффект и адсорбцию белка из плазмы крови. 4. Разработаны новые полимерные материалы на основе гликольурила и меламина с применением в качестве пластификатора ОЭДФ, золедроновой кислоты и супрамолекулярного комплекса кукурбит[6]урила с дигидрохлоридом 1,4-бис(2-гидроксиэтил)пиперазина - как составляющая диатомитсодержащего композиционного материала обладающего антибактериальной активностью и низким гемолитическим эффектом.

Теоретическая и практическая значимость. Развиты научные представления о способах модификации пористых биомедицинских материалов (скаффолдов) азотсодержащими соединениями. Получены новые результаты в области исследования процессов осаждения макроциклических соединений на поверхность неорганических пористых материалов различными методами, имеющих фундаментальное значение в области химии и материаловедения. Установлены научные основы исследования функциональных материалов медицинского назначения, которые позволяют тонко настраивать свойства получаемых композиционных материалов на основе неорганических пористых скаффолдов и макроциклических соединений. Установленные экспериментальные закономерности между методом нанесения и морфологией поверхности адсорбированного слоя макроциклических соединений могут быть реализованы и на других классах пористых неорганических материалов.

Разработан способ получения гликольурил-меламин-формальдегидного полимера, полученный в присутствии ОЭДФ (Патент № 2822105 «Полимер на основе гликольурила и меламина и способ его получения»), золедроновой кислотой, а также супрамолекулярным комплексом кукурбит[6]урил (CB[6])/ дигидрохлорид 1,4-бис(2-гидроксиэтил)пиперазина. Полученные полимерные продукты обладают повышенными физико-механическими свойствами по сравнению с меламин-формальдегидной смолой - прочность на разрыв увеличилась на 410,7%, прочность на изгиб - 716,3%, а температура деструкции повысилась на 38%, и могут найти применение в таких областях как

биоматериаловедение, агротехнологии и в области получения функциональных материалов. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении грантов РНФ 24-43-20044 «Биоразлагаемые 3D-скаффолды с мезопористым биоактивным стеклом и золедроновой кислотой для восстановления остеопоротических костных дефектов» и РНФ 22-72-10037 «Осаждение макроциклических соединений на поверхность сплавов никелида титана для высвобождения инкапсулированных лекарств и ускоренной индукции биологических тканей». Работа выполнена при поддержке государственного задания (проект FSWM-2025-0013). Часть результатов диссертационной работы использована при издании учебного пособия «Кукурбитурилы: синтез, распознование и сферы применения» для реализации специальных курсов для магистров «Автономной магистерской программы «Трансляционные химические и биомедицинские технологии» в Томском государственном университете.

Методология и методы исследования. В настоящей работе объектами исследования являлись пористые неорганические материалы - гидроксиапатит, диатомит и никелид титана, модифицированные макроциклическими соединениями на основе гликольурила: тетрагидроксиметилгликольурилом (ТГГУ), кукурбит[п]урилами (СВ[6,7,8]) и бамбус[6]урилом (Ви[6]), а также гликольурил-меламин-формальдегидными смолами.

Методология работы включала синтез исходных макроциклических соединений и разработку способов модификации поверхности выбранных неорганических материалов. Для получения ТГГУ применялась реакция конденсации гликольурила с формальдегидом, синтез кукурбит[п]урилов осуществлялся по реакции Манниха, а бамбус[6]урил синтезировался кислотно-катализируемой циклизацией диметилгликольурила с формальдегидом.

Нанесение макроциклов на поверхность пористых носителей проводилось различными методами: погружением в раствор, осаждением из дисперсных растворов, при нагревании, под действием ультразвука и микроволнового излучения, а также с использованием вакуумирования. Выбор метода

обеспечивал регулирование морфологии адсорбированных слоёв и равномерности покрытия поверхности.

Для исследования состава и структуры полученных материалов использовался комплекс физико-химических методов анализа:

- ИК-спектроскопия применялась для идентификации функциональных групп, подтверждения наличия макроциклов в составе композитов и анализа химических связей;

- ЯМР-спектроскопия использовалась для подтверждения структуры синтезированных макроциклов и полимеров;

- рентгенофазовый анализ (РФА) позволял верифицировать кристаллическую структуру полученных соединений;

- сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) и конфокальная микроскопия обеспечивали визуализацию морфологии поверхности и распределения макроциклов на скаффолдах;

- энергодисперсионный анализ (ЭДС) использовался для элементного анализа поверхности;

- гель-проникающая хроматография (ГПХ) применялась для исследования молекулярной массы синтезированных полимеров.

Изучение текстурных характеристик композитов проводилось методом низкотемпературной адсорбции азота с последующим расчётом удельной поверхности и объёма пор по моделям BET, t-Plot и BJH. Кислотно-основные свойства исследовались по кинетике изменения pH в растворе.

Для оценки функциональных свойств композитов применялись биологические тесты: определение антибактериальной активности, исследование гемосовместимости и первичной биосовместимости в соответствии с международными стандартами ISO.

Кроме того, проводилось молекулярное моделирование взаимодействия макроциклических соединений с поверхностью неорганических носителей (гидроксиапатита, а-кварца, TiO в составе никелида титана), что позволило

уточнить энергетические параметры адсорбции и особенности ориентации макроциклов.

Комплексное использование экспериментальных и расчетных методов обеспечило установление взаимосвязи между структурой и составом модифицированных материалов и их физико-химическими и биологическими свойствами.

Положения, выносимые на защиту:

1. Композиционные материалы на основе гидроксиапатита и диатомита, модифицированные тетрагидроксиметилгликольурилом обладают высокой антибактериальной активностью вследствие химического взаимодействия ТГГУ с поверхностью скаффолдов с образованием метаналя.

2. Методы модификации, включающие ультразвуковое воздействие пористых неорганических материалов (гидроксиапатита, диатомита и никелида титана) кукурбит[6,7,8]урилами или бамбус[6]урилом позволяют получать биосовместимые композиционные материалы с равномерным поверхностным слоем макроциклов с преимущественной перпендикулярной ориентацией без образования островных ассоциатов и с заполняемостью пор до 70%.

3. Композиционный материал на основе диатомита, модифицированного гликольурил-меламин-формальдегдными смолой, полученной пластификацией комплексами кукурбит[6]урила, обладает повышенной прочностью, термической устойчивостью, а также выраженной антибактериальной активностью, за счет увеличения степени сшивки в структуре полимера и уменьшения содержания свободных метилольных групп и метаналя.

Достоверность результатов работы обеспечена тщательным анализом литературных сведений по теме исследования и в смежных областях знания, также использованы современные базы данных в области органической химии -SсiFmder и Reахys, что позволило опубликовать 9 работ в высокоуровневых журналах. Для экспериментальных работ применялись современные физико-химические методы анализа: ИК-спектроскопия, ЯМР-спектроскопия, СЭМ-микроскопия, конфокальная микроскопия и гельпроникающая хроматография.

Также подтверждается согласованностью полученных результатов с известными литературными данными. Достоверность экспериментальных данных обусловлена использованием стандартных методик проведения эксперимента и современного оборудования, которые соответствуют поставленным в работе целям и задачам.

Личный вклад автора заключался в поиске литературе, анализе имеющихся сведений, а также в организации работ, разработке плана экспериментов. Автором осуществлялось выполнение химических реакций, выделение и очистка продуктов, оптимизация условий проводимых процессов, аналитика и обработка полученных результатов. Каждый раздел исследовательской работы выполнялся автором самостоятельно, равно как обработка результатов, и оформление их в виде научных публикаций. Часть экспериментов в рамках исследовательской работы выполнены и опубликованы в виде совместных результатов, о чем соавторы не возражают.

Апробация работы. По итогам выполненной работы результаты исследования докладывались на Казахско-Узбекском симпозиуме «Современные проблемы науки о полимерах» (Алматы, 2023), XII Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы естественных наук» (Петропавловск, 2024), XXI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2024), IV школе-конференции молодых учёных «Супрамолекулярные стратегии в химии, биологии и медицине» (Казань, 2022), а также на других всероссийских и международных научных форумах.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликована 21 работа, в том числе 9 статей в журналах, включенных в Перечень рецензируемых научных изданий по специальности, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора наук (из них 6 в зарубежных научных журналах, входящих в Web of Science; 1 статья в российском научном журнале, переводная версия которого входит в Web of Science), 11 публикаций в сборниках материалов

международных и всероссийских (в том числе с международным участием) научных и научно-практических конференций, школы-конференции, симпозиума; получен патент Российской Федерации.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа содержит введение, пять глав, заключение, список условных обозначений и сокращений, список использованной литературы. Материалы диссертационной работы изложены на 189 страницах, содержит 106 рисунков, 21 таблицу. Список литературы состоит из 163 пунктов.

Благодарности.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь в подготовке материала и написании работы научному руководителю д.х.н., профессору Бакибаеву А.А., старшему научному сотруднику лаб. медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы Байгонаковой Г.А. за внимание к работе и ценные замечания, заведующей каф. природных соединений, фармацевтической и медицинской химии Курзиной И.А. за ценный вклад в диссертационную работу, заведующему лабораторией органического синтеза Малькову В.С. за лабораторные условия, обеспечившие проведение экспериментальных исследований.

1 КОМПОЗИЦИОННЫЕ ПОРИСТЫЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ: СИНТЕЗ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

1.1 Пористые скаффолды, применяемые в медицине

Пористые скаффолды играют ключевую роль в современной медицине, особенно в области тканевой инженерии и регенеративной медицины. Эти трехмерные структуры имитируют естественную внеклеточную матрицу, обеспечивая поддержку для роста клеток и восстановления тканей. Основное внимание уделяется разработке материалов с оптимальными механическими, физико-химическими и биологическими свойствами. Эти свойства включают регулируемую пористость, устойчивость к нагрузкам, способность к биоразложению и функционализацию поверхности для увеличения взаимодействия с клетками.

Современные пористые скаффолды применяются в многочисленных медицинских направлениях. В частности, они используются для регенерации костной, хрящевой и мягкой тканей, как носители для доставки лекарственных препаратов, а также в качестве платформ для исследований клеточных взаимодействий и тестирования новых терапий. Прогресс в области материаловедения и 3D-технологий позволяет разрабатывать индивидуализированные имплантаты, которые соответствуют анатомическим и физиологическим потребностям конкретных пациентов. В данном разделе представлены современные подходы к созданию пористых скаффолдов, их свойства и многочисленные применения в медицине.

Пористые скаффолды должны соответствовать строгим требованиям, чтобы обеспечить их эффективность в медицинских приложениях. Основные критерии включают:

Биосовместимость: Материалы должны быть совместимыми с биологическими тканями, не вызывать токсичных реакций или воспаления. Высокая биосовместимость также важна для минимизации риска отторжения

материала после имплантации. В этом контексте важную роль играют такие материалы, как гидроксиапатит, никелид титана, коллаген и хитозан, которые обладают природной совместимостью с тканями [1, 2].

Оптимальная пористость: Скаффолды должны обладать хорошо контролируемой пористостью, чтобы обеспечить эффективный транспорт кислорода и питательных веществ, а также удаление метаболитов. Исследования показывают, что размер пор в диапазоне 100-500 мкм является оптимальным для роста клеток и образования новых тканей. Кроме того, распределение и межсоединение пор также играют критическую роль в клеточной миграции и ангиогенезе [3, 4].

Механическая прочность: Для применения в тканевой инженерии, особенно в костной и хрящевой тканях, скаффолды должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы выдерживать физиологические нагрузки. Такие материалы, как биокерамика, гидроксиапатит и никелид титана, часто используются для обеспечения необходимой структурной устойчивости. Гидроксиапатит благодаря своей схожести с минеральным составом кости улучшает остеоинтеграцию, а никелид титана обеспечивает уникальные свойства памяти формы, что делает его перспективным для динамических имплантатов [5].

Биоразлагаемость: Материалы должны медленно разлагаться в организме, освобождая место для вновь образующейся ткани. Скорость разложения должна быть согласована с темпами регенерации тканей, чтобы избежать образования пустот или нарушения структуры. Полимеры, такие как Сополимер молочной и гликолевой кислоты (PLGA), являются популярным выбором благодаря их предсказуемой скорости биоразложения [6].

Функционализация поверхности: Дополнительная обработка поверхности скаффолдов, такая как нанесение биомолекул, факторов роста или антибактериальных покрытий, может значительно улучшить их свойства. Эти модификации способствуют увеличению клеточной адгезии, стимуляции ангиогенеза и предотвращению инфекций [7, 8].

Эти требования являются основой для разработки новых поколений пористых скаффолдов, которые сочетают механическую стабильность, биологическую активность и способность к интеграции с тканями. Современные исследования сосредоточены на создании скаффолдов, которые не только соответствуют указанным критериям, но и обладают дополнительными функциональными свойствами. Например, такие материалы могут включать наноструктуры для повышения клеточной адгезии или носители для контролируемого высвобождения лекарственных препаратов. Эти инновации открывают новые горизонты для применения скаффолдов в регенеративной медицине и смежных областях.

Современные медицинские скаффолды изготавливаются из различных материалов (Табл. 1.1), которые подбираются в зависимости от конкретных медицинских задач. Выбор материала определяется его механическими, биологическими и физико-химическими свойствами [13, 14, 15]. Основные категории материалов включают:

1. Биополимеры:

- Коллаген: Часто используется для создания мягких тканей благодаря своей высокой биосовместимости [6].

- Хитозан: Имеет антибактериальные свойства и широко применяется в ранозаживляющих материалах [7].

- Гиалуроновая кислота: Применяется для регенерации хрящевой ткани благодаря своей гидрофильности и способности связывать воду [8].

2. Синтетические полимеры:

- Поли(лактид-гликолид) (PLGA): Этот материал находит широкое применение благодаря своей предсказуемой скорости биоразложения и способности к функционализации. PLGA используется для создания скаффолдов с контролируемым высвобождением лекарственных веществ [9].

- Полиэтиленгликоль (PEG): PEG отличается высокой гидрофильностью, что делает его популярным выбором для создания гидрогелей и носителей для доставки лекарственных средств [10].

3. Биокерамика:

- Гидроксиапатит: Этот минерал широко используется в костной хирургии, так как он имитирует минеральный состав человеческой кости. Гидроксиапатитовые скаффолды способствуют остеоинтеграции и стимулируют рост костной ткани [11].

- Биостекло: Уникальные свойства биостекла включают стимуляцию ангиогенеза и ускорение регенеративных процессов. Оно используется для лечения костных дефектов и создания высокопористых структур [12].

4. Металлические материалы:

- Никелид титана: Этот материал используется благодаря своим уникальным механическим свойствам, включая память формы и суперупругость. Эти свойства делают его идеальным для применения в имплантатах, которые должны адаптироваться к динамическим нагрузкам [13].

5. Комбинированные материалы:

- Гибридные композиты: Это комбинации органических и неорганических компонентов, таких как полимеры и гидроксиапатит. Такие материалы обеспечивают улучшенные механические свойства и биосовместимость, что делает их особенно полезными для костной и хрящевой инженерии [14].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ухов Артур Эдуардович, 2025 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Langer R. Tissue engineering / R. Langer, J. P. Vacanti // Science. - 1993. -Vol. 260, № 5110. - P. 920-926.

2. O'Brien F. J. Biomaterials & scaffolds for tissue engineering // Materials Today. - 2011. - Vol. 14, № 3. - P. 88-95.

3. Murphy C. M. The effect of mean pore size on cell attachment, proliferation and migration in collagen-glycosaminoglycan scaffolds for bone tissue engineering / C. M. Murphy, M. G. Haugh, F. J. O'Brien // Biomaterials. - 2010. - Vol. 31 (3). - P. 461-466.

4. Preparation of poly(glycolic acid) bonded fiber structures for cell attachment and transplantation / A. G. Mikos, Y Bao, L. G. Cima [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research. - 1993. - Vol. 27, № 2. - P. 183-189.

5. Hutmacher D. W. Scaffold-Based Tissue Engineering: Rationale for Computer-Aided Design and Solid Free-Form Fabrication Systems / D. W. Hutmacher, M. Sittinger, M.V. Risbud // Trends in Biotechnology. - 2004. - Vol. 22. - P. 354-362.

6. Helary C. Collagen-Based Biomaterials for Regenerative Medicine / C. Helary, A. Pandit // Biomimetic Approaches for Biomaterials Development. - 2012. -Vol. 3. - P. 55-74.

7. Chitin Scaffolds in Tissue Engineering / R. Jayakumar, K. P. Chennazhi, S. Srinivasan [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. - 2011. - Vol. 12, № 3. - P. 1876-1887.

8. Prestwich G. D. Hyaluronic acid-based clinical biomaterials derived for cell and molecule delivery in regenerative medicine // Journal of Controlled Release. -2011. - Vol. 155, № 2. - P. 193-199.

9. Middleton J. C. Synthetic biodegradable polymers as orthopedic devices / J. C. Middleton, A. J. Tipton // Biomaterials. - 2000. - Vol. 21, № 23. - P. 2335-2346.

10. Hydrogels in pharmaceutical formulations / N. A. Peppas, P. Bures, W. Leobandung, H. Ichikawa // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. - 2000. - Vol. 50, is. 1. - P. 27-46.

11. Hench L. L. Biomaterials, Artificial Organs and Tissue Engineering / L. L. Hench, J. R. Jones. - Cambridge : Woodhead Publishing, 2005. - 312 p.

12. Bioactive glass in tissue engineering / M. N. Rahaman, D. E. Day, B. S. Bal [et al.] // Acta Biomaterialia. - 2011. - Vol. 7, is. 6. - P. 2355-2373.

13. Nanocomposite Polymer Scaffolds for Bone Tissue Regeneration / E. Stodolak-Zycha, A. Fr^czek-Szczyptaa, A. Wiechecb, M. Blazewicza // Acta physica polonica. - 2012. - Vol. 121, № 2. - P. 516-521.

14. Bose S. Bone tissue engineering using 3D printing / S. Bose, S. Vahabzadeh, A. Bandyopadhyay // Materials Today. - 2013. - Vol. 16, № 12. - P. 496-504.

15. Murphy S.V. 3D bioprinting of tissues and organs / S.V. Murphy, A. Atala // Nature Biotechnology. - 2014. - Vol. 32. - P. 773-785.

16. P. X. Ma Scaffolds for tissue fabrication // Materials Today. - 2004. - Vol. 7, is. 5. - P. 30-40.

17. Electrospun nanofibrous structure: a novel scaffold for tissue engineering / W.-J. Li, C. T. Laurencin, E. J. Caterson [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research. - 2002. - Vol. 60, is. 4. - P. 613-621.

18. H.-Y Mi Fabrication of porous synthetic polymer scaffolds for tissue engineering / Mi H.-Y., Jing X., Turng L.-S. // Journal of Cellular Plastics. - 2014. -Vol. 51, is. 2. - P. 165-196.

19. The effect of pore size on cell behavior in mesoporous bioglass scaffolds for bone regeneration / D. Xia, Y Wang, R. Wu [et al.] // Applied Materials Today. - 2022. - Vol. 29. - Article number 101607. - 13 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352940722002414 (access date: 18.03.2025).

20. Bose S. Surface Modification of Biomaterials and Biomedical Devices using Additive Manufacturing / S. Bose, S. F. Robertson, A. Bandyopadhyay // Acta Biomaterialia. - 2019. - Vol. 66. - P. 6-22.

21. Burdick J. A. Moving from static to dynamic complexity in hydrogel design / J. A. Burdick, W. L. Murphy // Nature Communications. - 2012. - Vol. 3. -Article

number 1269. - 8 p. - URL: https://www.nature.com/articles/ncomms2271 (access date: 18.03.2025).

22. Functionalization of 3D printed PLGA-based scaffolds for bone regeneration / X. Yan, Y. Wei, Y Luo [et al.] // Regenerative Therapy. - 2025. - Vol. 30. - P. 884899.

23. Sustainable Polysaccharide Hydrogels Based on Dynamic Schiff Base Linkages as Versatile Building Blocks for Fabricating Advanced Functional Materials / S. Shekhar, V. Chaudhary, B. Sharma [et al.] // Journal of Polymers and the Environment. - 2022. - Vol. 31. - P. 1257-1278.

24. Zhu J. Design properties of hydrogel tissue-engineering scaffolds / J. Zhu, R. E. Marchant // Expert Review of Medical Devices. - 2011. - Vol. 8, № 5. - P. 607626.

25. Surface modifications of biomaterials in different applied fields / X. Huab, T. Wangab, F. Li, X. Mao // RSC Advances. - 2023. - Vol. 13. - P. 20495-20511.

26. Engineering the growth factor microenvironment with fibronectin domains to promote wound and bone tissue healing / M. M. Martino, F. Tortelli, M. Mochizuki [et a!.] // Science Translationa! Medicine. - 2011. - Vol. 3, № 100. - Article number 10089. - 16 p. - URL: https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.3002614 (access date: 18.03.2025).

27. Covalent immobilisation of VEGF on plasma-coated electrospun scaffolds for tissue engineering applications / A. G. Guex, D. Hegemann, M.-N. Giraud [et al.] // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 2014. - Vol. 123. - P. 724-733.

28. Efficiency of Plasma Energy Transfer to Sample Surfaces under Materials Processing with Pulsed Plasma Streams / I. E. Garkusha, O. Byrka, V. V. Chebotarev, V. I. Tereshin // 30th EPS Conference on Plasma Physics and Controlled Fusion. -2003. - Vol. 27A. - P. 104-107.

29. Biofunctionalization of electrospun silk scaffolds with perlecan for vascular tissue engineering / S. Jiang, A. Zhang, B. Akhavan [et al.] // Biomaterials Science. -2025. - Vol. 13. - P. 3598-3616.

30. A comprehensive review of various biopolymer composites and their applications: From biocompatibility to self-healing / A. Kumar, R. K. Mishra, K. Verma [et al.] // Materials Today Sustainability. - 2023. - Article number 100431. - 49 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589234723001173 (access date: 18.03.2025).

31. Scaffolds for bone-tissue engineering / S. S. Lee, X. Du, I. Kim, S. J. Ferguson // Matter. - 2022. - Vol. 5, is. 9. - P. 2722-2759.

32. Nanomaterial scaffolds for stem cell proliferation and differentiation in tissue engineering / C. Zhao, A. Tan, G. Pastorin, H. K. Ho // Biotechnology Advances.

- 2013. - Vol. 31, is. 5. - P. 654-668.

33. Applications of nanotechnology in 3D printed tissue engineering scaffolds / N. Z. Laird, T. M. Acri, J. L. Chakka [et al.] // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. - 2021. - Vol. 161. - P. 15-28.

34. Synthesis of nanoparticles using advanced techniques / A. Vinukonda, N. Bolledla, R. K. Jadi [et al.] // Next Nanotechnology. - 2025. - Vol. 8. - id. 100169.

35. Composite Scaffolds Based on Silver Nanoparticles for Biomedical Applications / J. M. Patrascu, I. A. Nedelcu, F. Maria [et al.] // Journal of Nanomaterials. - 2015. - Vol. 40. - Article number 87989. - 8 p. - URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2015/587989 (access date: 18.03.2025)

36. Nanostructured Surfaces of Dental Implants / E. Bressan, L. Sbricoli, R. Guazzo [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. - 2013. - Vol. 14, № 1.

- P. 1918-1931.

37. Development of hybrid scaffolds with biodegradable polymer composites and bioactive hydrogels for bone tissue engineering / Y.-T. Chen, Y.-H. Chuang, C.-M. Chen [et al.] // Biomaterials Advances. - 2023. - Vol. 153. - Article number 213562. - 15 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S2772950823002856 (access date: 18.03.2025).

38. Rambhia K. J. Controlled drug release for tissue engineering / K. J. Rambhia, P. X. Ma // Journal of Controlled Release. - 2015. - Vol. 219. - P. 119-128.

39. Fabrication of functional PLGA-based electrospun scaffolds and their applications in biomedical engineering / W. Zhao, J. Li, K. Jin [et al.] // Materials Science and Engineering: C. - 2016. - Vol. 59. - P. 1181-1194.

40. Fabrication of functional PLGA-based electrospun scaffolds and their applications in biomedical engineering / W. Zhao, J. Li, K. Jin [et al.] // Materials Science and Engineering: C. - 2016. - Vol. 59. - P. 1181-1194.

41. A comparative analysis of scaffold material modifications for load-bearing applications in bone tissue engineering / H. Chim, D. W. Hutmacher, A. M. Chou [et al.] // International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. - 2006. - Vol. 35, № 10.

- P. 928-934.

42. Advancements in tissue engineering for articular cartilage regeneration / M. Chen, Z. Jiang, X. Zou [et al.] // Heliyon. - 2024. - Vol. 10, is. 3. — Article number e25400. - 20 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/ S2405844024014312 (access date: 18.03.2025).

43. Future Directions and Requirements for Tissue Engineering Biomaterials / A. Arjunan, A. Baroutaji, J. Robinson [et al.] // Encyclopedia of Smart Materials. -2022. - Vol. 1. - P. 195-218.

44. Abbadessa A. Integrating bioprinting, cell therapies and drug delivery towards in vivo regeneration of cartilage, bone and osteochondral tissue / A. Abbadessa, A. Ronca, A. Salerno // Drug Delivery and Translational Research. - 2023.

- Vol. 14, № 4. - P. 858-894.

45. Torchilin V. P. Recent advances with liposomes as pharmaceutical carriers // Nature Reviews Drug Discovery. - 2005. - Vol. 4, № 2. - P. 145-160.

46. Anderson J. M. Biocompatibility and Bioresponse to Biomaterials / J. M. Anderson - Cleveland : Academic Press, 2008. - 1454 p.

47. Hench L. L. Bioactive Glasses: Frontiers and Challenges / L. L. Hench, J. R. Jones // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. - 2015. - Vol. 3. - Article number 194. - 12 p. - URL: https://www.frontiersin.org/journals/bioengineering-and-biotechnology/articles/10.3389/fbioe.2015.00194/full (access date: 18.03.2025).

48. Bone and soft tissue integration to titanium implants with different surface topography: an experimental study in the dog / I. Abrahamsson, N. U. Zitzmann, T. Berglundh [et al.] // International Journal of Oral and Maxillofacial Implants. - 2001. -Vol. 16, № 3. - P. 323-332.

49. Targeted delivery and controlled release of doxorubicin to cancer cells using modified single wall carbon nanotubes / J. X. Zhang, L. Meng, Q. Lu [et al.] // Biomaterials. - 2009. - Vol. 30, is. 30. - P. 6041-6047.

50. Ratner B. D. Biomaterials science: An introduction to materials in medicine / B. D. Ratner. - Amsterdam: Elsevier, 2020. - 1573 p.

51. Lalidou F. Bone infections and bone graft substitutes for local antibiotic therapy / F. Lalidou, G. Kolios, G.I. Drosos // Surgical Technology International. -2014. - Vol. 24 - P. 353 -362.

52. Biodegradable implants for sustained drug release in the eye / S. S. Lee, P. Hughes, A. D. Ross, M. R. Robinson // Pharmaceutical Research. - 2010. - Vol. 27, № 10. - P. 2043-2053

53. Ferrara N. Angiogenesis as a therapeutic target / N. Ferrara, R. S. Kerbel // Nature. - 2005. - Vol. 438, № 7070. - P. 967-974.

54. Drug-eluting stent and coronary thrombosis: biological mechanisms and clinical implications / T.F. Lüscher, J. Steffel, F.R. Eberli [et al.] // Circulation. - 2003. Vol. 27, № 8. - P. 1051- 1058.

55. Smart magnetocaloric coatings for implants: Controlled drug release for targeted delivery / A. S. Komlev, R. R. Gimaev, V. I. Zverev // Physics Open. - 2021. -Vol. 5, № 2. - Article number 100063. - 8 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666032621000065 (access date: 18.03.2025).

56. Mark J.E. // Polymer Data Handbook: Second Edition / Mark J.E. -NY, 2009. - P. 599-606.

57. Polymer-enhanced concrete: A comprehensive review of innovations and pathways for resilient and sustainable materials / B. A. Salami, A. A. Bahraq [et al.] // Next Materials. - 2024. Vol. 4. - Article number 100225. - 26 p. - URL:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2949822824001229 (access date: 18.03.2025).

58. Smart polymer materials for biomedical applications / D. Bharti, I. Banerjee, P. Sarkar [et al.] // Advances in Biomedical Polymers and Composites. - 2023. - Vol. 22, № 10. - P. 223-246.

59. Biodegradable Materials for Tissue Engineering: Development, Classification and Current Applications / M. Modrak, M. Trebunova, A. F. Balgova [et al.] // Functional Biomaterials. - 2023. - Vol. 14, № 3. - Article number 159. - 21 p. -URL: https://www.mdpi.com/2079-4983/14/3A59 (access date: 18.03.2025).

60. Polymeric Nanoparticles for Drug Delivery: Recent Developments and Future Prospects / B. Begines, T. Ortiz, M. Perez-Aranda [et al.] // Nanomaterials. -2020. - Vol. 10, № 7. - Article number 1403. - 38 p. - URL: https://www.mdpi.com/2079-4991/10/7/1403 (access date: 18.03.2025).

61. Soutis C. Fiber reinforced composites in aircraft construction // Progress in Aerospace Sciences. - 2005. Vol. 41, № 2. - P. 143-151.

62. Anderson J.M. Biocompatibility and bioresponse to biomaterials // Principles of Regenerative Medicine. - 2019. - Vol. 39. - P. 675-694.

63. Poly Ethylene Glycol (PEG)-Based Hydrogels for Drug Delivery in Cancer Therapy: A Comprehensive Review / Z. Wang, Q. Ye, S. Yu, B. Akhavan // Advanced Healthcare Materials. - 2023. Vol. 12, № 18. - Article number 2300105. - 21 p. -URL: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202300105 (access date: 18.03.2025).

64. Polymeric Nanocarriers of Drug Delivery Systems in Cancer Therapy / N. Avramovic, B. Mandic, A. Savic-Radojevic // Pharmaceutics. - 2020. - Vol. 12, № 4. -Article number 298. - 17 p. - URL: https://www.mdpi.com/1999-4923/12/4/298 (access date: 18.03.2025).

65. Graham N.B. Hydrogels for controlled drug delivery / N.B. Graham, M.E. McNeill // Biomaterilas. - 1984. Vol. 5, № 1. - P. 27-36.

66. Developments of polyurethane in biomedical applications: A review / M. Cui, Z. Chai, Y Lu [et al.] // Resources Chemicals and Materials. - 2023. Vol. 48, № 4.

- P. 262-276.

67. Expanded Polytetrafluoroethylene Membranes for Vascular Stent Coating: Manufacturing, Biomedical and Surgical Applications, Innovations and Case Reports / R. Cassano, P. Perri, A. Esposito [et al.] // Membranes. - 2023. Vol. 13, № 2. - Article number 240. - 15 p. - URL: https://www.mdpi.com/2077-0375/13/2Z240 (access date: 18.03.2025).

68. Nano-Enhanced Polymer Composite Materials: A Review of Current Advancements and Challenges / A. A. Musa, A. Bello, S. M. Adams [et al.] // Polymers. - 2025. - Vol. 18, № 7. - Article number 893. - 39 p. - URL: https://www.mdpi.com/2073-4360/17/7/893 (access date: 20.07.2025).

69. Njuguna J. Polymer-based nanocomposites for aerospace applications / J. Njuguna, K. Pielichowski // Advanced Engineering Materials. - 2003. - Vol. 5, № 11.

- P. 769-778.

70. Yu G. Host-Guest Chemistry in Supramolecular Theranostics / G. Yu, X. Chem // Theranostics. - 2019. - Vol. 9, № 11. - P. 3041-3074.

71. Cyclodextrin-based delivery systems for chemical and genetic drugs: Current status and future / Y Gao, L. Sun, C. Qiao [et al.] // Carbohydrate Polymers. -2025. - Vol. 352. - Article number 123174. - 23 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0144861724014000 (access date: 20.07.2025).

72. Menon S.K. Synthesis and Applications of Cryptands / S. K. Menon, S. Hirpara, U. K. Harikrishnan // Reviews in Analytical Chemistry. - 2004. - Vol. 23, № 4. - P. 233-268.

73. Molecular recognition of peptides and proteins by cucurbit[n]urils: systems and applications / L. Armstrong, S. L. Chang, Z. Hirani [et al.] // Chemical Society Reviews. - 2024. - Vol. 53. - P. 11519-11556.

74. Sahu K. M Host-guest drug delivery by P-cyclodextrin assisted polysaccharide vehicles: A review / K. M. Sahu, S. Patra, S. K. Swain // International

Journal of Biological Marcromolecules. - 2023. - Vol. 240. - Article number 124338.

- 20 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813023012321 (access date: 18.03.2025).

75. Recent advances in host-guest chemistry for biomedical applications / S. Wang, P. J. Ong, S. Liu [et al.] // Chemistry An Asian Journal. - 2022. - Vol. 17, № 18.

- Article number 202200608. - 20p. - URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35866560/ (access date: 18.03.2025).

76. Jambhekar S. S. Cyclodextrins in pharmaceutical formulations I: structure and physicochemical properties, formation of complexes, and types of complex // Drug Discovery Today. - 2016. - Vol. 21, № 2. - P. 356-362.

77. Ma X. Biomedical Applications of Supramolecular Systems Based on Host-Guest Interactions / X. Ma, Y Zhao // Chemical Reviews. - 2015. - Vol. 115, № 15. -P. 7794-7839.

78. Duchene D. Thirty years with cyclodextrins / D. Duchene, A. Bochot // International Journal of Pharmaceutics. - 2016. - Vol. 514, № 1. - P. 58-72.

79. Photo/pH-controlled host-guest interaction between an azobenzene-containing block copolymer and water-soluble pillar[6]arene as a strategy to construct the "compound vesicles" for controlled drug delivery / J. Zhou, H. Xu, Z. Tong [et al.] // Materials Science and Engineering: C. - 2018. - Vol. 89. - P. 237-244.

80. Zou L. Spatially Defined Drug Targeting by in Situ Host-Guest Chemistry in a Living Animal / L. Zou, A. S. Braegelman, M. J. Webber // ACS Central Science Journal. - 2019. - Vol. 5. - P. 1035-1043.

81. Loh X. J. Supramolecular host-guest polymeric materials for biomedical applications // Materials Horizons. - 2014. - Vol. 1. - P. 185-195.

82. The potential of cucurbit[n]urils in drug delivery / S. Walker, R. Oun, F, J. Mclinnes, N. J. Wheate // Israel Journal of Chemisty. - 2011. - Vol. 51, № 5. - P. 616624.

83. Das D. Applications of Cucurbiturils in Medicinal Chemistry and Chemical Biology / D. Das, K. I. Assaf, W. M. Nau // Frontiers in Chemistry. - 2019. - Vol. 7. -

Article number 619. - 23 p. - URL: https://www.frontiersin.org/journals/ chemistry/articles/10.3389/fchem.2019.00619/full (access date: 18.03.2025).

84. Multifunctional application of supramolecular cucurbiturils as encapsulating hosts in drug delivery: A review / V. Colaco, S. R. Jadhav, S. P. Bandi [et al.] // International Journal of Pharmaceutic. - 2025. - Vol. 681. - Article number 125801. -50 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378517325006386 (access date: 18.03.2025).

85. Supramolecular nanotherapeutics based on cucurbiturils / M. Muheyati, G, Wu, Y. Li [et al.] // Journal of Nanobiotechnology. - 2024. - Vol.22, № 790. - Article number 790. - 29 p. - URL: https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/ articles/10.1186/s 12951 -024-03024-z (access date: 18.03.2025).

86. Progress of Cucurbit[n]urils in Drug Delivery System / H. Ying, T. Zhu, X. Sai-Feng, Z. Qian-Jiang // Chemical Journal of Chinese Universities. - 2011. - Vol. 32, № 9. - Article number 790. - 10 p. - URL: http://www.cjcu.jlu.edu.cn/EN/Y2011/V32/I9/2022 (access date: 18.03.2025).

87. Cucurbituril-based Supramolecular complexes with platinum compounds influence on expression of CTLA-4 on Regulatory T cells / A. A. Aktanova, M. V. Bykova, O. S. Boeva [et al.] // Medical Immunology Russia. - 2023. - Vol. 25, № 3. -P. 697-702.

88. Host-Guest Interactions of Cucurbit[7]uril with Nabumetone and Naproxen: Spectroscopic, Calorimetric, and DFT Studies in Aqueous Solution / D. Klaric, V. Borko, J. P. Vokovic [et al.] // Molecules. -2025. - Vol. 30, № 12. - Article number 2558. - 21 p. - URL: https://www.mdpi.com/1420-3049/30/12/2558 (access date: 18.03.2025).

89. Cucurbituril-Oriented Nanoplatforms in Biomedical Applications / G. Cheng, J. Luo, Y. Liu [et al.] // Applied Bio Materials. - 2020. - Vol. 3, № 12. - P. 8211-8240.

90. Cucurbit[7]uril-functionalized magnetic nanoparticles for imaging-guided cancer therapy / L. Yue, C. Sun, C. T. Kwong, R. Wang // Journal of Materials Chemistry B. - 2020. - Vol. 8, № 14. - P. 2749-2753.

91. Gerasko O. A. Supramolecular chemistry of cucurbiturils / O. A. Gerasko, D. G. Samsonenko, V. P. Fedin // Russian Chemical Reviews. - 2002. - Vol. 71, № 9. -P. 741-760.

92. Alabraim O. A. Stimuli-Responsive Cucurbit[n]uril-Based Supramolecular Nanocarriers for Delivery of Chemotherapeutics / O. A. Alabrahim, S. A. Fahmy, H. M. Azzazy // Applaied Nano Materials. - 2023. - Vol. 6, № 5. - P. 3139-3158.

93. Cucurbituril-Based Molecular Recognition / S. J. Barrow, S. Kasera, M. J. Rowland [et al.] // Chemical Reviews. - 2015. - Vol. 115, № 22. - P. 12320-12406.

94. Влияние кукурбитурилов на количество и клеточный состав лейкоцитов периферической крови лабораторных животных при парентеральном введении in vivo / Е. А. Пашкина, А. А. Актанова, Е. А. Коваленко, В. А. Козлов // Российский Иммунологический Журнал. - 2023. - Т. 26, № 3. - Р. 377-380.

95. Polysaccharide-based supramolecular drug delivery systems mediated via host-guest interactions of cucurbiturils / Y Gao, Y. Gao, H. Tan [et al.] // Chinese Chemical Letters. - 2021. - Vol. 32, № 3. - P. 949-953.

96. Encapsulation of Cinnamic Acid by Cucurbit[7]uril for Enhancing Photoisomerization / N. Saleh, M. S. Bufaroosha, Z. Moussa [et al.] // Molecules. -2020. - Vol. 25, № 16. - Article number 3702. - 11 p. - URL: https://www.mdpi.com/1420-3049/25/16/3702 (access date: 18.03.2025).

97. Cucurbituril-based nanoparticles: a new efficient vehicle for targeted intracellular delivery of hydrophobic drugs / K. M. Park, K. Suh, H. Jung [et al.] // Chemical Communications. - 2009. - Vol. 1. - P. 71-73.

98. Cucurbituril-based nanocarriers for drug delivery / K. M. Park, K. Suh, H. Jung [et al.] // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. - 2020. - Vol. 20, is. 11. -Р. 6991-7004.

99. Meyer E. Über die Kondensation des Harnstoffs mit Glyoxal und des Glykolurils mit Formaldehyd // Heidelberg. - Ph.D. Thesis, Heidelberg University. -1904. - p. 87.

100. Behrend, R. Über Kondensationsprodukte aus Glycoluril und Formaldehyd / R. Behrend, E. Meyer, F. Rusche // Justus Liebigs Annalen der Chemie. - 1905. -

Vol. 339, №.1.--Article number 101607. - 37 p. - URL: https://chemistry-

europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jlac.19053390102 (access date: 18.03.2025).

101. Freeman, W.A. Cucurbituril / W. A. Freeman, W. L. Mock, N. Y. Shih // Journal of the American Chemical Society. - 1981. - Vol. 103, is. 24. - P. 7367-7368.

102. Cucurbit[n]uril derivatives soluble in water and organic solvents / J. Zhao, H. J. Kim, J. Oh //Angewandte Chemie International Edition. - 2001. - Vol. 40, is. 22. - P. 4233-4235.

103. Functionalized cucurbiturils and their applications / K. Kim, N. Selvapalam, Y. H. Ko [et al.] // Chemical Society Reviews. - 2007. - Vol. 36, is. 2. - P. 267-279.

104. Mock, W. L. Dynamics of molecular recognition involving cucurbituril / W. L. Mock, N. Y Shih // Journal of the American Chemical Society. - 1989. - Vol. 111, is. 7. - P. 2697-2699.

105. Complexation of volatile organic molecules from the gas phase with cucurbituril and P-cyclodextrin / D. A. Dantz, C. Meschke, H. J. Buschmann, E. Schollmeyer // Supramolecular Chemistry. - 1998. - Vol. 9, is. 1. - P. 79-83.

106. Buschmann, H. J. Cucurbituril and P- and y-cyclodextrins as ligands for the complexation of nonionic surfactants and polyethyleneglycols in aqueous solutions / H. J. Buschmann, K. Jansen, E. Schollmeyer // Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry. - 2000. - Vol. 37, is. 1. - P. 231-236.

107. Berbeci, L.S. Drastically decreased reactivity of thiols and disulfides complexed by cucurbit[6]uril / L. S. Berbeci, W. Wang, A. E. Kaifer // Journal of Organic Chemistry. - 2008. - Vol. 73, is. 17. - P. 6447-6450.

108. Lizal T. Bambusuril Anion Receptors / T. Lizal, V. Sindelar // Israel Journal of Chemistry. - 2017. - Vol. 57, № 3. - P. 326-333.

109. Yawer M. A. A bambusuril Macrocycle that Binds Anions in Water with High Affinity and Selectivity / M. A. Yawer, V. Havel, V. A Sindelar // Angewandte Chemie International Edition. - 2015. - Vol. 54, is. 1. - P. 276-279.

110. Havel V. Anion binding inside a bambus[6]uril macrocycle in Chloroform / V. Havel, V. Sindelar // ChemPlusChem. - 2015. - Vol. 80, is. 11. - P. 1601-1606.

111. Assaf K. I. Cucurbiturils: from synthesis to high-affinity binding and catalysis / K. I. Assaf, W. M. Nau // Chemical Society Reviews. - 2015. - Vol. 2, is. 11. - P. 394-418.

112. Cucurbituril-Based Molecular Recognition / S. J. Barrow, S. Kasera, M. J. Rowland [et al.] // Chemical Reviews. - 2015. - Vol. 115, is. 22. - P. 12320-12406.

113. Lizal T. Bambusuril Anion Receptors / T. Lizal, V. Sindelar // Israel Journal of Chemistry. - 2017. - Vol. 58, is. 3-4. - Р. 326-333.

114. New Chiral Cyclohexylhemicucurbit[6]uril / R. Aav, E. Shmatova, I. Reile [et al.] // Organic Letters. - 2013. - Vol. 15, is. 14. - P. 3786-3789.

115. Template-controlled synthesis of chiral cyclohexylhemicucurbit[8]uril / E. Prigorchenko, M. Oeren, S. Kaabel [et al.] // Chemical Communications. - 2015. -Vol. 51, is. 14. - P. 10921-10924.

116. Fiala T. Synthesis of Norbornahemicucurbiturils / T. Fiala, V. Sindelar // Synlett. - 2013. - Vol. 24, is. 18. - P. 2443-2445.

117. Anion binding by biotin[6]uril in water / M. Lisbjerg, B. E. Nielsen, B. O. Milhoj, [et al.] // Organic & Biomolecular Chemistry. - 2015. - Vol. 13, is. 2. - P. 369373.

118. Кравченко А. Н. Бициклические бисмочевины, их предшественники и аналоги: синтез, стереохимические особенности и свойства : диссертация д-ра хим. наук / Кравченко А. Н. - Москва, 2007. - С. 26-32.

119. Sing K. S. Reporting physisorption data for gas/solid systems with special reference to the determination of surface area and porosity // Pure and Applied Chemistry. - 1985. - Vol. 54, is. 11. - P. 2201-2218.

120. Dual-functional semithiobambusurils / M. Singh E. Solel, E. Keinan, O. Reany // Chemistry: A European Journal. - 2015. - Vol. 21, is. 2. - P. 536-540.

121. Enhanced anion binding by heteroatom replacement in bambusurils / E. Solel, M. Singh, O. Reany, E. Keinan // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2016. - Vol. 19, is. 18. - P. 13180-13185.

122. Aza-Bambusurils En Route to Anion Transporters / M. Singh, E. Solel, E. Keinan, O. Reany // Chemistry - A European Journal. - 2016. - Vol. 22, is. 26. - P. 8848-8854.

123. A highly adhesive and naturally derived sealant / A. Assmann, A. Vegh, M. Ghasemi-Rad [et al.] // Biomaterials. - 2017. - Vol. 140. - P. 115-127.

124. Acceleration of autologous in vivo recellularization of decellularized aortic conduits by fibronectin surface coating / A. Assmann, C. Delfs, Munakata H. [et al.] // Biomaterials. - 2013. - Vol. 34, № 25. - P. 6015-6026.

125. Bakibaev A. A. Methods of synthesis of nitrogen-containing heterocycles using ureas and related compounds / A. A. Bakibaev, A. Y Yagovkin, S. N. Vostretsov // Russian Chemical Reviews. - 1998. - № 4. - 295-314.

126. New Cucurbituril Homologues: Syntheses, Isolation, Characterization, and X-ray Crystal Structures of Cucurbit[n]uril (n = 5, 7, and 8) / J. Kim, I. Jung, S. Kim [et al.] // Journal of the American Chemical Society. - 2000. - Vol. 122, is. 3. - P. 540541.

127. The Synthesis of a New Glycoluryl-Melamine-Formaldehyde Polymer under the Action of HEDP and the Investigation of the Content of Methylol Groups and Free Formaldehyde / N. Kanasheva, A. Ukhov, V. S. Malkov [et al.] // Polymers. -2024. - Vol. 16, is. 20. - Article number 2877. - 14 p. - URL: https://www.mdpi.com/2073-4360/16/20/2877 (access date: 18.03.2025).

128. Microwave Synthesis of Hydroxyapatite and Physicochemical Study of Its Properties / A. S. Gigilev, N. M. Korotchenko, A. V. Lariushina, V. V. Kozik // Physicochemical Studies of Technologies. - 2013. - Vol. 86, №. 5. - P. 744-748

129. Kulinets I. Biomaterials and their applications in medicine // Regulatory Affairs for Biomaterials and Medical Devices. - 2015. - p. 10.

130. Gates-Rector S. The powder diffraction file: a quality materials characterization database / S. Gates -Rector, T. Blanton // Powder Diffraction. - 2019. - Vol. 34, №. 4. - P. 352-360.

131. Goren R. A Study on the Purification of Diatomite in Hydrochloric Acid / R. Goren, T. Baykara, M. Marsoglu // Scandinavian Journal of Metallurgy. - 2002. -Vol. 31, is. 2. - p. 115-119.

132. Porosity and phase composition effects on SHS-NiTi structure and mechanical properties / G. Baigonakova, E. Marchenko, O. Mamazakirov, A. A. Volinsky // Advanced Powder Technology. - 2024. - Vol. 35, is. 4. - Article number 104395. - 6 p. - URL: linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0921883124000712 (access date: 18.03.2025).

133. Obtaining New Biocompatible Composite Materials with Antibacterial Properties Based on Diatomite and Biologically Active Compounds / S. Kabieva, G. Zhymanazarova, R. Zhaslan [et al.] // Molecules. - 2024. - Vol. 29, is. 7. - Article number 1608. - 20 p. - URL: https://www.mdpi.com/1420-3049/29/7Z1608 (access date: 18.03.2025).

134. Development of New Composite Materials by Modifying the Surface of Porous Hydroxyapatite Using Cucurbit[n]urils / T. Burkhanbayeva, A. Ukhov, D. Fedorishin [et al.] // Materials. - 2024. - Vol. 17, №. 9. - Article number 2041. - 22 p.

- URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/17/9/2041 (access date: 18.03.2025).

135. The Role of Methods for Applying Cucurbit[6]uril to Hydroxyapatite for the Morphological Tuning of Its Surface in the Process of Obtaining Composite Materials / T. Burkhanbayeva, A. Ukhov, D. Assylbekova [et al.] // Materials. - 2024.

- Vol. 17, is. 20. - Article number 4995. - 14 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352940722002414 (access date: 18.03.2025).

136. Development of novel composite biocompatible materials by surface modification of porous inorganic compounds using bambus[6]uril / G. Zhumanbaeva, P. Turebayeva, A. Ukhov [et al.] // Materials. - 2023. - Vol. 16, is. 23. - Article number 7257. - 15 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352940722002414 (access date: 18.03.2025).

137. ГОСТ Р 55227-2012. Вода. Методы определения содержания формальдегида, метод А: дата введения 2014-01-01. - [Б. м.], 2025. - Режим доступа: электронный фонд правовых нормативно-технических документов.

138. ПНД Ф 14.1:2:4.187-02 «Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации формальдегида в пробах природных, питьевых и сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02».

139. ISO 10993-4:2017. Biological evaluation of medical devices - Part 4: Selection of tests for interactions with blood - Technical Committee: ISO/TC 194, -2017. - p. 69.

140. Pro- and anti-inflammatory control of M-CSF-mediated macrophage differentiation / A. Popova, J. Kzhyshkowska, D. Nurgazieva [et al.] // Immunobiology. - 2011. - Vol. 216, is. 1-2. - P. 164-172.

141. Resistance of malignant trophoblast cells to both the anti-proliferative and anti-invasive effects of transforming growth factor-beta / C. H. Graham, I. Connelly, J. R. MacDougall [et al.] // Experimental Cell Research. - 1994. - Vol. 241, is. 1. - p. 93.

142. The use of Alamar Blue assay for quantitative analysis of viability, migration and invasion of choriocarcinoma cells / S. Al-Nasiry, N. Geusens, M. Hanssens [et al.] // Human Reproduction. - 2007. - Vol. 22. - Р. 1304-1309.

143. Rampersad S. N. Multiple Applications of Alamar Blue as an Indicator of Metabolic Function and Cellular Health in Cell Viability Bioassays // Sensors. - 2012. - Vol. 12, - is. 9. - Р. 12347-12360.

144. The blood compatibility challenge. Part 4: Surface modification for hemocompatible materials: Passive and active approaches to guide blood-material interactions / M. F. Maitz, M. C. L. Martins, N. Grabow [et al.] // Acta Biomater. -2019. - No 94. - Р. 33-43.

145. Al-Snafi A. E. The medical importance of Betula alba - An overview // Journal of Pharmaceutical Biology. - 2015. - Vol.5, is. 2. - Р. 99-103.

146. Host-guest complexes of a water soluble cucurbit[6]uril derivative with some dications of 1,®-alkyldipyridines: 1H NMR and X-ray structures / X. Xiao, Y. Zhang, Q. Zhu [et al.] // Science China Chemistry. - 2009. - Vol. 52. - Р. 475-482.

147. Quantum chemical study of the structuring of water in the cavity of cucurbit[6]uril / A.N. Masliy, T.N. Grishaeva, A.M. Kuznetsov, V.V. Bakovets. // Journal of structural chemistry. - 2009. - Vol. 50, is. 3. - P. 391-396.

148. Получение новых композиционных материалов на основе карбамидсодержащих макроциклических соединений и пористого никелида титана / А. Э. Ухов, В. А. Лариков, Г. А. Байгонакова [и др.] // Вестник Томского государственного университета. Химия. - 2024. - № 36. - С. 152-168.

149. Influence of the Ar pressure on the structure of the NiTi foams produced by self-propagating high-temperature synthesis / N. Resnina, V. Rubanik Jr., M. Kulak [et al.] // Materials Letters. - 2021. - Vol. 299. - Article number 130047. - 3 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167577X21007436 (access date: 18.03.2025).

150. Manufacturing and processing of NiTi implants: A review. / M. Elahinia, M. Hashemi, M. Tabesh [et al.] // Progress in Materials Science. - 2012. - Vol. 57, is. 5. - Р. 911-946.

151. Synthesis of porous Ni-Ti shape-memory alloys by self-propagating high-temperature synthesis: Reaction mechanism and anisotropy in pore structure / B.Y Li, L.J. Rong, YY Li, [et al.] // Acta Mater. - 2000. - Vol. 48, is. 15. - Р. 3895-3904.

152. Formation of mineral phases in self-propagating high-temperature synthesis (SHS) of po-rous TiNi alloy / Y Yasenchuk, V. E. Gunther, E. Marchenko [et al.] // Materials Research Express. - 2019. - Vol. 6. - Article number 056522. - 21 p. -URL: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1591/ab01a1 (access date: 18.03.2025).

153. Lizal T. Bambusuril Anion Receptors / T. Lizal, V. Sindelar // Israel Journal of Chemistry. - 2017. - Vol. 58, is. 3-4. - Р. 326-333.

154. Пат. № US4433144A Соединенные штаты Америки. Glycoluril salts and a process for the preparation thereof: № US06/378,894 : заявл. 17.05.1982 : опубл. 21.02.1984 / Rottmaier L., Merten R. - 4 с.

155. Methods of synthesizing glycoluril-based macrocyclic compounds as precursors for polymeric compounds / S. K. Kabieva, G. M. Zhumanazarova, N. Kanasheva [et al.] // Journal of Saudi Chemical Society. - 2023. - Vol. 27, is. 6. -Article number 101768. - 27 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S 1319610323001722 (access date: 18.03.2025).

156. Duliban J. 1H NMR Study of (Hydroxymethyl)melamine Rearrangement in DMSO Solutions / J. Duliban, H. Galina, J. Lubczak // Applied Spectroscopy. - 1996.

- Vol. 50, is. 4. - Р. 528-532.

157. A study of products of tetrakis(hydroxymethyl)glycoluril dehydroxymethylation in aqueous solutions / S. Y Panshina, O. V. Ponomarenko, A. A. Bakibaev [et al.] // Russian Chemical Bulletin. - 2021. - Vol. 70, № 1. - P. 140-147.

158. Пат. № CN104592138A. Народная республика Китая. Method of increasing hydroxymethyl content of hexahydroxymethyl melamine : № 1 : заявл. 08.01.2015 : опубл. 06.05.2015 / Xueming L., Longhui M., Wenjing Y., Jie Z., Yan X.

- 6 с.

159. The blood compatibility challenge. Part 4: Surface modification for hemocompatible materials: Passive and active approaches to guide blood-material interactions / M. F. Maitz, M. C. L. Martins, N. Grabow [et al.] // Acta Biomaterialia. -2019. - Vol. 94. - P. 33-43.

160. Synthesis and study of a novel supramolecular 'host-guest' complex based on cucurbit[6]uril and 1,4-bis(2-hydroxyethyl)piperazine dihydrochloride / T. Burkhanbaeva, A. Guslyakov, F. T. Tarikhov [et al.] // Journal of Saudi Chemical Society. - 2024. - Vol. 28, is 2. - Article number 101819. - 7 p. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S 1319610324000140 (access date: 18.03.2025).

161. Коваленко Е. А. Кукурбитурил - молекула-тыква // Наука из первых рук. - 2010. - № 6 (36). - С. 28-35.

162. Герасько О. А. Супрамолекулярная химия кукурбитурилов / О. А. Герасько, Д. Г. Самсоненоко, В. П. Федин // Успехи химии. - 2002. - Т. 71, № 9. -С. 841-860.

163. Оценка гемосовместимости и антимикробной активности гликолурил-меламин-формальдегидной смолы пластифицированной ОЭДФ / Д. А. Федоришин, А.Э. Ухов, В. С. Мальков, А. А. Бакибаев [и др.] // Вестник Томского государственного университета. - Химия. - 2024. - № 36. - С. 224-236.