Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ разработали и запатентовали криогель на основе сульфоэтилхитозана. Он сохраняет жизнеспособность бактерий на длительное время без дорогостоящей консервации. Руководитель проекта — кандидат биологических наук, младший научный сотрудник Центра технологического превосходства НГТУ НЭТИ Анастасия Корель.
Гель был получен методом двухстадийного синтеза с добавлением альдегида. После присоединения сульфоэтильных групп раствор заморозили, чтобы сформировалась трехмерная пористая структура криогеля. Синтез протекал по щадящей технологии — без высоких температур и агрессивных сред. Модификация хитозана сульфагруппами снизила цитотоксичность полимера и сделала его безопасным для клеток кишечника.
Особенность геля в том, что он обеспечивает сохранность бактерий при комнатной температуре на длительный срок. Это выгодно отличается от традиционных методов хранения, которые часто требуют специальных температурных режимов. Например, лиофилизация (высушивание из замороженного состояния) и криоконсервация (глубокая заморозка) обеспечивают длительный срок хранения, но являются дорогими и энергозатратными. Гель НГТУ НЭТИ не только сохраняет бактерии, но и позволяет доставлять их в кишечник.
«Гель pH-зависим, в кислой среде желудка он не подвергается деградации и ведет себя как защитная капсула для загруженных в него бактерий. При прохождении в кишечник гель оказывается в слабощелочной среде, где постепенно растворяется, обеспечивая пролонгированное высвобождение бактерий. Таким образом, осуществляется адресная доставка пробиотиков», — рассказала Анастасия Корель.
В процессе работы специалисты научились управлять размером пор криогеля — именно пористость материала обеспечивает эффективную иммобилизацию бактерий. Эксперименты показали, что новый биоматериал способен стабилизировать бактерии как при +4°С, так и при +22°С в течение 12 месяцев.
По словам ученых, криогель на основе сульфоэтилхитозана можно применять в различных областях: в медицине для таргетной доставки лекарств, в производстве БАДов и функциональных продуктов, в пищевой промышленности — для хранения бактериальных заквасок для йогуртов и другой кисломолочной продукции, в биофармацевтике — для сохранения коллекционных штаммов бактерий, в сельском хозяйстве — для создания микробиологических препаратов.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Молодежь и дети»).
