Новые фотоинициаторы для производства биосовместимых полимеров

Коллективом исследователей из Института металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН (Нижний Новгород) и Московского физико-технического института (Долгопрудный) разработан новый класс «компактных» фотоинициаторов. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers.

Синтезированные соединения состоят из донорных ароматических фрагментов (нафталин, антрацен, фенантрен, пирен и перилен) и сильно акцепторной трицианоэтиленовой группы — арилтрицианоэтилены. Эти соединения уже хорошо зарекомендовали себя в качестве структурных блоков для синтеза цианопорфиразиновых макроциклов, которые обладают комплексом сенсорных и терапевтических свойств. В новой роли фотоинициаторов соединения способны инициировать как однофотонную (при длине волны 405 нм), так и двухфотонную (780 нм) полимеризацию пентаэритритол триакрилата (PETA).

Фотополимеризация — это процесс превращения жидких мономеров или олигомеров в твёрдые полимеры под воздействием света. Этот метод широко применяется в микроэлектронике (для изготовления печатных плат и микросхем), в 3D-печати (создание трёхмерных объектов), а также в медицине (лечение зубов, изготовление протезов и биосовместимых имплантов). Высокая точность 3D-печати критически зависит от состава фотополимеризующейся композиции и, в частности, от природы фотоинициатора — химического соединения, которое под действием излучения генерирует реакционно-способные частицы, запускающие процесс полимеризации. Особенность двухфотонной полимеризации в том, что активация фотоинициатора требует одновременного поглощения не одного, а двух квантов света меньшей энергии (чаще всего инфракрасного диапазона).

«Особое место в ряду исследованных арилтрицианоэтиленов занимает антраценовый трицианоэтилен (AntTCNE). Он наименее активен в реакции фотодеградации и наиболее эффективен в качестве фотоинициатора для однофотонной фотополимеризации. Несмотря на его относительно низкую эффективность в условиях двухфотонной полимеризации, композиции на основе AntTCNE отличаются высокой стабильностью. Используя метод двухфотонной нанолитографии, получены клеточные каркасные структуры (скаффолды). Для композиции на основе AntTCNE минимальная ширина линий составила 80 нм, а расстояние между линиями — 400 нм», — рассказала научный сотрудник лаборатории фотополимеризации и полимерных материалов ИМХ РАН кандидат химических наук Эльнара Жиганшина.

Согласно данным МТТ-теста, проведённого в Приволжском исследовательском медицинском университете (ПИМУ Минздрава России), полученные полимерные материалы на основе новых арилтрицианоэтиленов являются биосовместимыми. Это открывает перспективы для их дальнейшего использования в биомедицинских приложениях, включая тканевую инженерию и регенеративную медицину.

Источник: пресс-служба ИМХ РАН.