ПОДБОР СПОСОБА СТЕРИЛИЗАЦИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО БИОМАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ (Experimental biology, 2025)
Нанокомпозиты на основе бактериальной целлюлозы (БЦ), гидроксиапатита (ГАП) и MXene представляют перспективный класс биоматериалов для регенеративной медицины и фототермических технологий благодаря сочетанию биосовместимости, механической стабильности, электропроводности и выраженной способности к поглощению ИК-излучения. Однако высокая чувствительность компонента MXene и целлюлозной матрицы к физико-химическим воздействиям требует тщательного выбора стерилизационных подходов, позволяющих достичь стерильности без существенной потери ключевых функциональных свойств. В настоящей работе проведено сравнительное исследование девяти методов стерилизации – автоклавирования, сухого жара, этиленоксидной обработки, γ-облучения, электронно-пучкового (E-beam) облучения, УФ-излучения, озонирования, обработки сверхкритическим CO₂ и холодной плазмой – применительно к нанокомпозиту БЦ/ГАП/MXene. Стерильность образцов определяли методом прямого высева на питательные среды; по результатам регистрации роста рассчитывали эффективность стерилизации. Полная стерильность была достигнута для всех методов, кроме УФ-облучения (50 %) и CO₂-обработки (90 %). Влияние методов на структуру и свойства материала оценивали с помощью SEM-микроскопии, определения пористости, механических испытаний, а также измерений электропроводности и фототермической активности. Максимальные структурные нарушения и снижение прочностных характеристик наблюдались после термической обработки и озонирования. Радиационные методы вызывали умеренные изменения, тогда как обработка этиленоксидом, сверхкритическим CO₂ и холодной плазмой обеспечивала минимальную деградацию морфологии. Холодная плазма и EtO позволили сохранить до 94–98 % исходной проводимости и фототермического отклика, в то время как термическая обработка приводила к выраженной потере функциональности вследствие термо-окислительной деградации MXene. Комплексная оценка показала, что холодная плазма и этиленоксид представляют наилучший баланс между стерильностью и сохранением структурно-функциональных характеристик БЦ/ГАП/MXene. Эти методы являются наиболее перспективными для подготовки материала к биомедицинскому применению.
Keywords: БЦ/ГАП/ Mxene, нанокомпозит, методы стерилизации, холодная плазма, этиленоксид, сверхкритический CO₂