Ученые показали, что водорастворимый лигнин в лабораторных экспериментах не оказывал негативного влияния на тромбоциты и эритроциты, не мешал свертываемости крови, а в некоторых случаях даже ускорял ее в два раза. Растительный полимер может стать дешевым и доступным заменителем полисахаридов и кандидатом в медицинские биоматериалы. Результаты исследования опубликованы в журнале Bulletin of Experimental Biology and Medicine.

Важнейшее условие для биополимеров медицинского назначения, контактирующих с кровью — гемосовместимость. Такие медицинские изделия не должны активировать свертывание крови, провоцировать тромбозы или способствовать разрушению эритроцитов. Исследователи пытаются найти все более дешевые и удобные в применении вещества, обладающие такими свойствами.

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» совместно с московскими коллегами из Национального медицинского исследовательского центра гематологии в экспериментах in vitro доказали, что лигнин и его производные не оказывают негативного влияния на показатели крови человека. Это дает возможность создавать медицинские биоматериалы на его основе, в частности системы доставки лекарственных средств.

Лигнин один из самых дешевых, легкодоступных и экологически чистых материалов. По распространенности этот растительный полимер уступает только целлюлозе. В красноярском Институте химии и химической технологии СО РАН разработаны новые простые и экологически безопасные способы получения органосольвентных лигнинов и на их основе сульфатированных водорастворимых лигнинов.

Для исследования биомедицинских свойств химики извлекли лигнин из древесины пихты и лиственницы и оценили, как различные образцы влияют на свертываемость крови и плазмы, интенсивность образования тромбов и разрушения красных кровяных клеток человека. Все исследованные образцы лигнина не увеличивали время свертывания крови, не провоцировали агрегацию тромбоцитов человека и не разрушали мембраны эритроцитов. Также исследователи обнаружили, что при содержании лигнина в растворе выше одного миллиграмма на миллилитр, свертывание крови происходило в два раза быстрее, чем обычно.

«Одним из перспективных направлений переработки лигнина является получение его производных, содержащих сульфатную группу. Наличие сульфатной группы придает растительному полимеру способность растворяться в воде и увеличивает его биоразлагаемость. Сульфатированные производные лигнина могут не только заменить широко используемые продукты химической модификации полисахаридов, но и найти применение в фармацевтике как потенциальные противовирусные препараты и антикоагулянты нового класса. В нашем исследовании антикоагулянтная активность образцов была небольшой, по сравнению с нефракционированным гепарином. Однако полученные образцы из лигнина пихты и лиственницы могут найти применение при конструировании систем доставки лекарственных средств и создания биоматериала с тромборезистентной поверхностью. Важно уточнить, что для внедрения в медицинскую практику требуются более глубокие исследования, сейчас мы находимся на первой стадии поисковых работ», — рассказала Светлана Кузнецова, доктор химических наук, главный научный сотрудник Института химии и химической технологии СО РАН.

Ученая также отметила, что в дальнейшем возможно проведение исследований для получения материалов с гемостатической активностью на основе лигнина. Такие вещества могут способствовать остановке кровотечений. Так, один из образцов по совокупности исследуемых свойств показал свою перспективность для создания на его основе биоматериалов с тромборезистентными поверхностями.

Синтез и анализ сульфатированных органосольвентных лигнинов выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16-13-10326).