Учёные разработали «долгоживущий» прочный биополимер

Международная группа исследователей создала разновидность биоразрушаемого полимера с улучшенными технологическими свойствами

Изделия из нового материала способны сохранять пластичность до полугода. Как сообщает пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ), в Journal of Chemical Technology and Biotechnology опубликована статья, посвящённая этой разработке. Речь идёт о решении проблемы, характерной для всех полимеров и особенно – для достаточно хрупкого биоразрушаемого пластика. Этот вид материала, с одной стороны, должен качественно выполнить свою функцию, и с другой – по истечении строго определённого срока эксплуатации разрушиться на безопасные для окружающей среды составляющие.

Биотехнологи СФУ совместно с коллегами из Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН, Института биофизики СО РАН, Института химии и химической технологии СО РАН и Университета Махатмы Ганди (Индия) получили новый вид биоразрушаемого полимера из класса полигидроксиалканоатов (ПГА). Он способен сохранять основные эксплуатационные характеристики (в том числе пластичность) до 180 дней и более. «Чтобы получить материал с нужными характеристиками, нужно было изучить синтез такого типа ПГА в меняющихся условиях углеродного питания. Понять, как он поведёт себя в зависимости от концентрации субстрата-предшественника –4-метилвалериановой кислоты. Это довольно сложная задача, поскольку сам прекурсор-кислота может подавлять рост бактериальных клеток, синтезирующих полимер. Проще говоря, нужно было так «покормить» бактерии, чтобы они успешно производили нужное нам вещество, но не переусердствовать с количеством указанной кислоты, чтобы не погубить их. Тут требовалась «ювелирная» точность. В зарубежной практике принято использовать трансгенные штаммы, однако сотрудниками лаборатории биотехнологии новых биоматериалов был найден более эффективный подход – мы обратились к природному производителю ПГА – бактерии Cupriavidus eutrophus B-10646», – сообщила один из авторов работы Наталья Жила, доцент базовой кафедры биотехнологии СФУ.

Главной отличительной особенностью полимера, получаемого с помощью этой «хитрой» бактерии, является особенная структура, которая позволяет перерабатывать полимер разными способами для задач промышленности и медицины. Новый полимер, разработанный учёными, обладает главными достоинствами биоматериала: абсолютно нетоксичен и гиппоалергенен. Одновременно он демонстрирует повышенную прочностью, сравнимую с аналогичным показателем у синтетических полимеров. В результате таких «пограничных» свойств этот прочный биопластик может использоваться в изготовлении упаковочной тары (пакеты, плёнка, одноразовые стаканы) и применяться для производства медицинского оборудования – катетеров, деталей медицинских приборов и инструментов, систем переливания крови, шприцев, предметов ухода за больными, лабораторного оборудования, упаковки, дренажных трубок, зондов, оправ и т. д.

По истечении полугода (среднее значение, варьирующееся в зависимости от условий эксплуатации и разновидности изготовленного изделия) этот материал легко разрушается в условиях окружающей среды с помощью микроорганизмов-деструкторов, разлагаясь до углекислого газа и воды.

Фото с сайта Bioradar.net.