В данной работе проведено исследование процессов высвобождения меланина из коллагеновых пленок, а также их ранозаживляющей активности на модели операционных ран у крыс. Коллагеновые пленки представляют собой перспективную лекарственную форму, обеспечивающую пролонгированное высвобождение активных компонентов и их равномерное распределение в раневой поверхности. Меланин, как биологически активное соединение, обладает антиоксидантными, противовоспалительными и регенеративными свойствами, что делает его ценным компонентом в регенеративной медицине. Экспериментально установлено, что скорость высвобождения меланина зависит от его концентрации в пленке и степени гидратации материала. В течение первых 15 минут наблюдается сохранение структуры пленки, после чего начинается постепенное набухание и ускоренное высвобождение меланина. Максимальный ранозаживляющий эффект зафиксирован у пленок с содержанием меланина 50 мг, что подтверждается сокращением сроков очищения ран и ускорением эпителизации. Увеличение дозировки меланина до 70 мг не привело к дальнейшему улучшению заживляющих свойств, что может быть связано с изменением пористости материала и замедлением диффузии активного вещества. Коллагеновые пленки, содержащие 50 мг меланина, демонстрируют наибольшую эффективность в ускорении процессов регенерации тканей, сокращая сроки заживления ран на 5 – 8 дней по сравнению с контрольной группой. Дальнейшие исследования направлены на уточнение механизмов взаимодействия меланина с биологическими тканями и оптимизацию его дозировки для максимального терапевтического эффекта.

The article is devoted to the production and study of the physicochemical properties of films based on collagen, Na-CMC and melanin. Solutions of compositions based on collagen, Na-CMC and melanin were obtained. By determining the dynamic viscosity of 1% solutions at 25 C, it was proven that at a collagen/Na-CMC mass ratio of 4/1 and 3/1, the native structure of collagen is preserved in the composition. Based on 1% polymer compositions, film samples containing 20, 50 and 70 mg of melanin were obtained. The resulting films are elastic light-brown plates with a smooth even surface 100–110 μm thick. It was found that with an increase in Na-CMC in the film composition, a sharp increase in the adhesive properties of the film samples was observed from 1729 to 2603 N × 10-3. At the same time, an increase in the amount of melanin in the film does not significantly affect its adhesive properties. To determine the level of bioresorbability of the film in the body, the time of their dissolution at a temperature of 37 °C was studied. It was found that the time of dissolution of the films increased with an increase in the content of Na-CMC and did not depend on the content of melanin. The effect of the sterilizing dose of radiation on the elasticity and time of dissolution in water of the films during sterilization was studied. The optimal composition of the film was established: collagen – 2 g, Na-CMC – 0.667 g, glycerin – 0.53 g, melanin - 50 mg, purified water to 100 g, which has the longest dissolution time – 230 min, ensuring maximum prolongation of the effect, optimal adhesive properties with an adhesion force of 2536 N × 10-3. When determining the acute toxicity of the film, when administered orally to mice in doses of 5000, 6000, 8000, 10000 mg/kg in the form of a 20% aqueous solution, no symptoms of acute poisoning were detected in any experimental animals, and there was no lethality (LD50 over 10000 mg/kg, class V of practically non-toxic compounds).

Данная статья посвящена изучению хронической токсичности и мутагенного действия фотозащитного геля на основе меланина на этапе доклинического изучения. Установлено, что фотозащитный гель при накожном многократном применении не оказывает токсического действия на количественный состав и морфологию периферической крови, функцию почек, печени, центральную и периферическую нервные системы экспериментальных животных (крыс). Гель также не оказывает достоверного влияния на протромбиновое время, многократное (30 дней) применение геля привело к увеличению активированного частичного тромбопластинового времени на 67 % (р ≤ 0,01) и времени рекальцификации сгустка на 25,6 % (р ≤ 0,01) по отношению к контрольной группе животных. Фотозащитный гель на основе меланина не проявлял генотоксичности в тесте на индукцию аберраций хромосом в клетках костного мозга in vivo при накожном применении в использованных дозах.

Статья посвящена изучению хронической токсичности ранозаживляющего геля на этапе до-клинического изучения. Острую токсичность определяли на белых беспородных мышах-самцах (масса 20 ± 2,5 г) и крысах (масса 180 ± 20 г), при однократном подкожном и пероральном введениях. В первой серии экспериментальный гель вводили перорально, во второй — подкожно в дозах 0,1, 0,13, 0,16 и 0,2 мл на мышь, крысам гель вводили перорально и подкожно в дозах 1,0, 1,3, 1,6 и 2,0 мл на животного или 5000 – 10000 мг/кг. Изучение острой токсичности геля показало, что он относится к VI классу нетоксичных соединений. LD50 составила более 10000 мг/кг при пероральном и подкожном введениях на мышах и крысах. При ежедневном многократном наружном применении гель не влияет на поведение и массу крыс и кроликов. Гель не оказывает токсического действия на функцию почек и печени, а также на морфологию органов и тканей животных, не оказывает существенного влияния на свертывающую систему крови. Через 30 дней эксперимента, под действием геля, время образования сгустка (K) увеличилось на 72 % (p = 0,002), что свидетельствует о снижении скорости образования тромбина и фибриногена. При этом константа использования тромбина R/K, выражающая отношение скорости генерации тромбопластина к количеству образованного тромбина, сократилась на 33 % (p = 0,001). Эти изменения привели к уменьшению коэффициента эластичности сгустка на 37 % (p = 0,046), индекса гиперкоагуляции Ci на 37,1 % (p = 0,003) и увеличению общей длительности свертывания крови (R + K) на 34 % (p = 0,050) по отношению к исходным данным. Все вышеперечисленные данные указывают на то, что разработанный гель не оказывает токсического действия на организм животных.

The sorption and rheological properties of low-concentration Na-CMC solutions cross-linked with aluminum ions and complex compounds of aluminum with citric acid were studied. It was found that when the pH value of the structured system increases from 2.4 to 4.9, the dynamic viscosity increases. It has been shown that with increasing concentration of the initial Na-CMC, the effective viscosity increases. With an increase in the number of chemical cross-links and concentration in the system, higher values of effective viscosity and shear stress of Na-CMC hydrogels are observed, which is due to an increase in the structure of the system. The sorption capacity of dried gels was studied and it was shown that with an increase in the size of the cross-linking agent using citric acid, the pore radius of the cross-linked system increases significantly, which promotes cross-linking of sections of one or different chains that are more distant from each other in space with the same initial conformation of the cellulose chain. The likelihood of intermacromolecular cross-linking responsible for gelation increases with increasing initial concentration and with the additional presence of polybasic acids. When the pH value of the medium changes, the cellulose chain of the Na-CMC macromolecule in solution takes on a different conformation. Depending on the initial conformational state of the cellulose chain and the length of the cross-linking agent, Na-CMC gels with different structures can be obtained.

The article is devoted to the synthesis of new starch derivatives containing 2-aminoethyl sulfate. The study examined the influence of various parameters on the process of modification of polysaccharides, including reaction time, pH of the medium, temperature and concentration of reagents. Optimal reaction conditions were determined. The structure of the resulting product was analyzed using spectroscopy methods, including infrared spectroscopy. Additionally, the nitrogen content in the macromolecule was determined in order to assess the degree of modification, since nitrogen is often introduced into the molecule through amino groups, changing its properties and functionality. The influence of the amount of nitrogen on the formation of azomethine bonds and their distribution in the macromolecule was studied. It has been established that an increase in the number of sulfate groups in a macromolecule leads to an increase in its acidity, which can be an important factor when considering its biological activity. The results obtained represent an important contribution to the understanding of polysaccharide modification processes and their application in various fields of science and industry.

Статья посвящена изучению высвобождения меланина из его гелевой лекарственной формы, а также токсикологических свойств геля. Установлено, что наиболее интенсивное высвобождение меланина из геля регистрируется в первые 3 ч (50,8 %). Оставшееся количество меланина в дальнейшем выделяется постепенно по мере смещения равновесия в системе, вследствие замедления высвобождения меланина обеспечивается увеличение продолжительности действия фотопротекторного препарата. При изучении параметров острой токсичности разработанного геля на основе меланина, выделенного из оболочек семян каштана конского, при его подкожном введении и накожном применении в дозах 1500, 2000, 2500, 3000 мг/кг, симптомов острого отравления у всех экспериментальных животных не обнаружено, летальность отсутствовала. Установлено, что фотопротекторный гель относится к V классу практически безвредных веществ: при накожном применении крысам ЛД50 составила более 2500 мг/кг.

Целью работы явилась сравнительная оценка генотоксического влияния in vitro двух форм доксорубицина: свободной (DOX) и конъюгированной с полисахаридным носителем на основе полигалактуронанов (PG-DOX), в тесте на хромосомные аберрации в лимфоцитах периферической крови человека in vitro. Введение PG-DOX в культуру в концентрациях 1,25 и 2,5 мкг/мл (эквивалентно 0,1 и 0,2 мкг/мл DOX) приводит к увеличению числа хромосомных аберраций с 0,4 % в контроле до 4,1 (ОШ = 10,8; 95 % ДИ: 2,5 – 46,3; p < 0,0001) и до 5,3 % (ОШ = 14,0; 95 % ДИ: 3,3 – 60,1; p = 0,0004), соответственно. При сравнении двух фармакологических веществ в эквивалентных дозах PG-DOX вызывал значительно меньше хромосомных аберраций, чем DOX: при концентрациях 0,1 мкг/мл — ОШ = 219,9; 95 % ДИ: 84,8 – 570,3; p < 0,0001, при концентрациях 0,2 мкг/мл — ОШ = 212,7; 95 % ДИ: 47,2 – 958,3; p < 0,0001.

Конъюгированный препарат PG-DOX на основе полигалактуронана (PG) и доксорубицина (DOX) был разработан для таргетной доставки доксорубицина к клеткам-мишеням. PG-DOX (массовая доля DOX 8,5 %) проявлял бульшую цитостатическую активность в отношении опухолевой ткани при более низком уровне гибели животных, по сравнению со свободным DOX. Целью работы является оценка генотоксического действия DOX и PG-DOX на клетки костного мозга мышей in vivo. В течение 2 дней мышам (по 6 в каждой группе) внутрибрюшинно вводили DOX по 2,5 мг/кг/сут и PG-DOX по 29,4 мг/кг/сут (по 2,5 мг/кг/сут в пересчете на DOX), на 3 день эксперимента готовили микропрепараты костномозговых клеток, анализ хромосомных аберраций (ХА) проводили согласно стандартному протоколу. DOX и PG-DOX в исследованных дозах вызывают увеличение числа клеток с ХА, соответственно в 11 (9,03 %) и 4 (3,64 %) раза, по сравнению с контролем (0,87 %), при этом генотоксический эффект у PG-DOX оказался более чем в 2,5 раза ниже, чем у DOX (все p < 0,0001). Анализ структуры обнаруженных генетических нарушений под влиянием DOX и PG-DOX выявил их идентичность: отмечено появление клеток со множественными ХА (пятая часть всех аномальных метафаз) и ХА в виде обменов (десятая часть всех повреждений), отсутствовавших в контроле. По-видимому, в эквивалентных дозах PG-DOX проявляет значимо меньшую генотоксичность по отношению к клеткам кроветворной ткани организма, чем DOX, а значит, подавляет кроветворение в меньшей степени.

При определении острой токсичности меланина, выделенного из оболочек семян каштана конского (Aesculus hippocastanum L.), при пероральном введении мышам в дозах 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 мг/кг в виде 10 % водного раствора, симптомов острого отравления у всех экспериментальных животных не обнаружено, летальность отсутствовала (ЛД50 более 5000 мг/кг, VI класс относительно безвредных соединений). Меланин в дозах 0,5 и 5,0 мг/кг при внутрижелудочном введении оказывает индуцированное влияние на гуморальный иммунитет. Максимальная его эффективность проявлялась в дозе 5,0 мг/кг, где содержание антителообразующих клеток на селезенку увеличилось в 4,1 раза, и превосходил Иммунал в 1,7 раза. Меланин в изученных дозах достоверно стимулирует процесс образования клона антиген-специфических Т-лимфоцитов, оказывает стимулирующий эффект на центральный и периферические органы иммунитета, увеличивая количество ядросодержащих клеток тимуса максимально в 2,8 раза, селезенки — в 1,7 раза и лимфоузлов — в 5,7 раза, аналогично Иммуналу.

The results of the development of optimal parameters for the extraction process of polysaccharides isolated from the shells of horse chestnut fruits collected on the territory of Tashkent and the Tashkent region of the Republic of Uzbekistan are presented. To identify the optimal indicators affecting the extraction processes, the influence of the following parameters on the yield of polysaccharides was studied: the ratio of raw materials: extractant, the extraction rate, the extraction temperature, the degree of evaporation. It has been established that at ratios of raw materials : extractant of 1 : 30, the highest yield of the final product is observed leads to a significant increase in the yield of the final product. The influence of the temperature regime on the yield of polysaccharides was carried out in the temperature range from 25 to 120 °С. At the same time, under constant conditions of the bath modulus of 1 : 30 and the duration of extraction of 2 hours with varying temperature, the highest yield of polysaccharides is observed at a temperature of 95 °С. The optimal degree of evaporation of the extract, in which no large losses of the final product are observed, is the degree of evaporation by 4 times. To assess the influence of technological parameters on the change in qualitative or quantitative indicators of the quality of PS, a one-way analysis of variance was studied for each experiment. Analysis of variance showed the significance of the Fisher criterion, since the p-value is less than 0.05, therefore, the influence of the studied parameters on the yield of polysaccharides can be considered proven. Keywords: extraction, aqueous fraction, extractant, analysis of variance.

Pectin polysaccharides, due to the presence of reactive carboxyl functional groups in the structure, have a high complexing ability. This expands the scope of their practical application for the development of new biologically active substances. In this work, we propose the preparation of complex compounds based on sodium pectate and guanidine hydrochloride. By varying the molar amount of guanidine in relation to the acid groups of the polysaccharide matrix, samples were obtained that differ in the degree of substitution, the content of the amino derivative of the compound, and the inherent viscosity. The optimal ratio of the starting compounds was determined, at which the limiting amount of guanidine is bound to -COO- groups of pectin macromolecules. The structure of the resulting complexes was studied by FTIR spectroscopy. It has been established that the interaction of guanidine with polysaccharide carboxyls is accompanied by a change in the intensity of the absorption bands corresponding to the ionized acid group. Also, the binding of guanidine to the polysaccharide matrix through ionic bonds has been proven by carrying out the hydrolytic cleavage of the complex compound in an acidic medium. It is shown that with an increase in the hydrolysis time from 3 to 24 h, a gradual decrease in the initial degree of substitution of the complex compound is observed. The antimicrobial properties of polymer complexes with different characteristics against Staphylococcus aureus and Escherichia coli were studied.

В статье приведены результаты исследования ранозаживляющей активности и параметров токсичности геля на основе гуанидинсодержащих производных пектина. Установлено, что разработанный 0,5 % гель гуанидин пектина обладает высокой скоростью заживления ран на 7 сутки — 82 %. Гель относится к VI классу относительно безвредных веществ, ЛД50 составила более 3000 мг/кг при накожном применении у крыс. Явлений раздражения кожных покровов в виде покраснения, шелушения, а также изменений шерстного покрова как локально на выстриженном участке, так и вокруг него не отмечено, гибели животных не выявлено. При изучении хронической токсичности установлено, что при ежедневных накожных аппликациях в течение 30 дней исследованные гели не оказывают токсического действия на количественный состав и морфологию периферической крови экспериментальных животных.

The aim of this study was studying the effect of acidic hydrolysis conditions on the molecular parameters of galactomannan, such as weight average degree of polymerization (DPw), weight average molecular weight (Mw), product yield, depolymerization reaction rate, and mannose/galactose (Man/Gal) ratio in the presence of hydrochloric acid and obtaining low molecular weight oligogalactomannans soluble in water. A preparing possibility low molecular weight galactomannans by acid hydrolysis of guar galactomannan (DPw=1160, Mw=563.8 kDa, Man/Gal=1.89) in the presence of hydrochloric acid was studied. The studies were carried out in hydrochloric acid solutions with various concentrations (0.05–1.0 mol/L) for different times (10–240 min) at a constant temperature (80 °C). In the course of the studies, effects of the reaction conditions on the molecular parameters of the product obtained were analyzed. The conducted reactions yielded low molecular weight galactomannans and oligogalactomannans with different molecular parameters (DPw=6–1021, Mw=2.6–505.1 kDa, Man/Gal=1.90–3.19) and yields (2.8–97.1%). Based on the results obtained, the optimal reaction conditions (HCl 0.1 mol/L, 240 min, 80 °C) were supposed for the preparation of galactomannan oligosaccharides. The structural studies of the products indicated that products with reduced galactose residues could be prepared by this method.

Статья посвящена выделению полисахаридов из базидиомицетного сырья Ganoderma lucidum, собранного на территории Узбекистана, и изучению их цитотоксического действия и противоопухолевой активности. Методом последовательной водной экстракции из базидиомицетного сырья выделены водорастворимые полисахариды, выход которых составил 15,16 %. Очистку выделенных полисахаридов от белков проводили методом Savage. Фенол-сернокислотным методом определено количество углеводов (52,74 %). Результаты анализа элементного состава показали, что выделенный полисахарид содержит 5,27 % азота, 54,30 % углерода и 7,79 % водорода. Установлено, что выделенные полисахариды не обладают прямым цитотоксическим действием на клетки КМЛ и HeLa в условиях in vitro. Изучена противоопухолевая активность полисахаридов в условиях in vivo. Установлено, что под влиянием выделенного полисахарида (25 мг/кг/день, в течение 10 дней, перорально) наблюдается ингибирование роста солидной опухоли аденокарциномы Эрлиха у мышей на 59,34 % по объему и 60,21 % по массе.

Из базидиальных грибов Ganoderma lucidum выделен полисахаридный комплекс и полисахарид, представляющий собой бета-глюкан. На модели острого токсического гепатита у мышей, вызванного введением 50 % раствора четыреххлористого углерода, проведена оценка их гепатопротекторной активности. Бета-глюкан базидиальных грибов Ganoderma lucidum в дозе 25 мг/кг, при однократном внутрижелудочном введении водного раствора в объеме 0,05 мл, обладает высокой гепатопротекторной активностью, средний уровень гепатопротекторной активности выявили у полисахаридного комплекса в той же дозе. Бета-глюкан и полисахаридный комплекс (25 мг/кг) у мышей с токсическим гепатитом вызывали снижение активности ферментов печени — аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы и щелочной фосфатазы.

Статья посвящена изучению высвобождения активных ингредиентов (дифенгидрамина и флуконазола) из гелевой основы препарата наружного действия для лечения аллергии, осложненной грибковой инфекцией, исследованию его токсикологических и морфологических свойств. Показано, что гелевая композиция является лекарственной формой, обеспечивающей полноту высвобождения активных компонентов из геля: количество высвободившегося дифенгидрамина за 3 ч приближалось к 75 %, а флуконазола — к 72 %. Разработанный препарат при соприкосновении с поверхностью кожи легко высвобождает активные вещества, обеспечивает накопление лекарственных веществ в высокой концентрации в месте поражения. Установлено, что гелевая композиция относится к VI классу относительно безвредных веществ, не обладает токсическим и кумулятивным действием. Результаты гистологических исследований кожи подопытных животных подтвердили более быструю регенерацию поврежденных участков кожи при наружном применении гелевой композиции.

This article highlights the conducted researches on the composition and structure of β-glucans isolated from the basidiomycete raw material Inonotus hispidus. By means of using the alditol acetate method, as well as by UV and IR methods, one-dimensional (13C NMR, 1H NMR), two-dimensional (1H-1H COSY, 1H-13C HSQC) NMR spectroscopy, the composition and molecular structure of polysaccharides were determined and their branching was proved. It was clarified that the composition of the polysaccharide fractions consists mainly of glucose residues (68-100%), as well as residues of fructose, xylose, mannose and galactose as minor monosaccharides. NMR spectroscopic studies of the specimens showed that the obtained polysaccharides consist of branched glucan structures linked by α- and β-glycosidic bonds. In the structure of β-glucans, the main chain is linked mainly through β-1,3-, partially β-1,4-glycosidic bonds, the branched parts consist of one or more β-D-glucose residues that are linked β-1,3- glycosidic bonds, as well as with the main chain, mainly through α- or β-1,6-glycosidic bonds. The results of the study of molecular parameters showed that the MW of β-glucans of basidiomycetes are in the range of 9100-9900 Da, MWD - 1.2-1.5.

Obtaining and studying the functional properties and determining the subsequent purpose in the practical use of pectin substances requires a thorough study of physical and chemical characteristics of the polysaccharide. By using the acidic hydrolysis method, pectic polysaccharides were isolated from nonconventional raw materials of natural origins - basidial fungus mushrooms Fomes fomentarius, Ganoderma lucidum, Inonotus hispidus, Polýporus squamosus. The polysaccharides isolated were characterized: such as content of free and etherifying carboxyl groups, total -СООН groups, -ОСН3 groups, degree of etherification and by data of the IR-spectroscopy. The pectic polysaccharides isolated in identical conditions from the basidial mushrooms were powders with colors from light yellow to is light-brown by the appearance, possess sub-acidic taste, have no extraneous smack and a smell. The pectin from Inonotus hispidus was much lighter than other pectins (Fomes fomentarius, Ganoderma lucidum, Polýporus squamosus). The pectin’s isolated were similar to the apple pectin by the organoleptic properties. They can classified as averagely etherified pectins regarding the degree etherification. Etherification degree of the studied pectins was in the range of 50.00–66.67%. The methoxyl groups were ranged between 8.47–11.43%. Content of free carboxylic groups in the range of 2.25–5.40%.

This paper presents the results of a study of the polysaccharide complex, first obtained using microwave radiation from the shells of horse chestnut seeds (Aesculus Hippocastanum L.), collected on the territory of the Tashkent region of the Republic of Uzbekistan. It is shown that the use of microwave waves makes it possible to intensify the method of obtaining polysaccharides with an increase in their yield. The yield of the obtained product reaches 13%, compared with the method of obtaining without using microwave radiation (9.85%), which indicates the prospects of using microwave radiation in the isolation of polysaccharides from this type of raw material. The molecular weight characteristics were determined, and using GC/MS analysis of trimethylsilyl derivatives, the monosaccharide composition of the complex isolated from the shells of the Semyon chestnut by alkaline extraction was established. It was found that the isolated polysaccharides consist mainly of arabinose and galactose residues (65–100%), and also, as minor monosaccharides, up to 35% of glucose, xylose, mannose, rhamnose, ribose residues. Signals and absorption bands corresponding to total polysaccharides were observed in 13C NMR and IR spectra. The NMR analysis data are consistent with the results of the analysis of the monosaccharide composition of the polysaccharide complex obtained using GC / MS. The antiradical activity of the polysaccharide complex has been established.