Новости отрасли

Новый материал применим для заживления ожогов, повышения прочности бетона, производства прочных сортов бумаги...

В ПАО «Татнефть» сделан еще один шаг в развитии своего биотехнологического кластера. Так, в научно-исследовательском центре НПО «ТН-Биотех» научились выращивать наноцеллюлозу.

Бактериальная целлюлоза может найти применение в различных сферах — от медицины до промышленности. В частности, из нее можно создавать искусственную кожу и раневые покрытия с улучшенными характеристиками. Об этом пишут «Нефтяные вести» (Кристина ИВАНОВА).

«Многие исследователи отмечают повышенную эффективность использования этого материала для заживления ран и ожогов», - отмечает руководитель направления Александр ПИКОВ.

«Это связано с биологической доступностью бактериальной целлюлозы, отсутствием возможных аллергических реакций, биосовместимостью, — поясняет специалист. - Также есть возможность модификации наноматериала под конкретные задачи».

Наноцеллюлоза способна долго сохранять лечебное воздействие нанесенного на нее вещества и применяться как раневая повязка с антибиотиком или пробиотиком. В таком случае повязку можно не снимать в течение 10 дней, лишний раз не травмируя раневую поверхность. Все благодаря тому, что структура бактериальной целлюлозы схожа с эпителиальным покровом человека.

Есть и другие перспективные направления использования наноцеллюлозы. Это создание новых, более прочных сортов бумаги, реставрация архивных документов. Данный материал может также повысить прочность бетона.

Обычная клетчатка (целлюлоза) — это органическое соединение, главная составная часть клеточных оболочек всех высших растений. Из целлюлозы производят бумагу. Клечатку можно получить изо льна, конопли, хлопка, камыша, тростника, древесины и многих других растений. Наноцеллюлозу же выращивают в лаборатории с помощью живых микроорганизмов.

«И тот, и другой материал — полимеры, — поясняет ученый. - Они состоят из остатков глюкозы. Но на этом их схожесть заканчивается. Бактериальная целлюлоза обладает уникальными свойствами, в частности, наноразмерностью».

Размеры пор в искусственном материале измеряются нанометрами (nm - одна миллиардная часть метра). А при синтезе с живыми микроорганизмами консорциумов дрожжей и бактерий происходит сборка волокон в виде наноструктур. К тому же наноцеллюлоза на 50% прочнее растительного аналога.

«Наш полимер очень длинный, - говорит Пиков. - Это обеспечивает эластичность, механическую прочность, формуемость, проницаемость для различных веществ, в том числе жидкостей и газов. Отмечается также способность к клеточной агрегации на теле».

Бактериальная целлюлоза характеризуется высокой чистотой, эластичностью, повышенной влагоудерживающей способностью и гидрофильностью, прочностью на растяжение и другими свойствами.

Преимуществом бактериальной целлюлозы является отсутствие сложных примесей. Это говорит об экологической чистоте биоразлагаемого материала продукта. Благодаря этому не требуется дополнительных операций по очистке.

«Мы закупили штаммы микроорганизмов, - рассказывает завлабораторией и руководитель проекта Светлана ПИКОВА. - Создали консорциум — собственную симбиотическую культуру на основе бактерий и дрожжей. На протяжении шести месяцев путем многочисленных экспериментов мы отрабатывали составы питательных сред и режимы выращивания бактериальной наноцеллюлозы».

В результате ученым «Татнефти» удалось подобрать оптимальную питательную среду для микробных культур (об этом проекте ИА «Девон» писал ранее). В нее засевается определенный консорциум микроорганизмов из собственной музейной коллекции. Они потребляют питательные вещества, и на их основе строят структуру будущего гидрогеля — бактериальной целлюлозы.

Целлюлоза образуется на поверхности слоя. Поэтому большая площадь емкости для выращивания важна для производительности продукта. Чем дольше материал выращивают, тем он становится толще. За пять-семь суток можно вырастить полутораметровый образец весом до 3,5 кг. Далее продукт очищают от белков, промывают и стерилизуют для дальнейшего применения.

Бывает наноцеллюлоза в виде порошка, а также лиофильно высушенного аэрогеля. Если выращивать ее в виде гидрогеля, то показатель выхода биомассы составляет 950-1000 грамм на литр питательной среды.

«Наши образцы способны к восстановлению своей изначальной формы, — поясняет младший научный сотрудник лаборатории промышленной биотехнологии Ильгиз ДЖАББАРОВ. - Независимо от воздействий, внутренняя структура не меняется. Если сухой образец сломать, а потом вернуть в водный раствор, он примет первоначальную структурную форму».

Недавно сотрудники лаборатории изготовили малиновый сироп с добавлением кусочков наноцеллюлозы. Это один из модных напитков из клетчатки.

В планах «ТН- Биотех» - разработка регламента производства наноцеллюлозы, защита патента. В биотехнологической лаборатории «Татнефти» также собираются провести испытания с привлечением различных научных центров.

Прим. Информагентства «Девон»:

В «Татнефти» формируют биотехнологический кластер, одной из площадок которого является поселок Актюбинский в Азнакаевском районе. В промпарке «Актюба», в частности, будут получать экологичный пластик и другую полезную продукцию из растительного сырья.

Там запущена опытно-промышленная установка по производству непищевых сахаров. Она является полигоном для апробации новых решений по переработке растительных отходов.

ИА "Девон"