medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2018-97-8-714-720medlit-617Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEИзучение использования модифицированного коллагена пресноводных рыб как материала для средств личной гигиеныA promising use of collagen substances in the manufacturing of personal hygiene meansАнтиповаЛюдмила ВасильевнаAntipovaLyudmila V.

Доктор техн. наук, проф., гл. науч. сотр., директор НОЦ «Живые системы» ФГБОУ ВО Воронежский государственный университет инженерных технологий.

e-mail: antipova.L54@yandex.ru

MD, Ph.D., DSci., professor, Voronezh State University of Engineering Technologies, Voronezh, 394036, Russian Federation.

e-mail: antipova.L54@yandex.ru 

antipova.L54@yandex.ruТитовС. А.TitovS. A.noemail@neicon.ruПисковаМ. А.PiskovaM. A.noemail@neicon.ruСуховИ. В.SukhovI. V.noemail@neicon.ruФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»Voronezh State University of Engineering Technologies201820102020978714720Copyright © Антипова Л.В., Титов С.А., Пискова М.А., Сухов И.В., 20202020Антипова Л.В., Титов С.А., Пискова М.А., Сухов И.В.Antipova L.V., Titov S.A., Piskova M.A., Sukhov I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/617Введение

Введение. Проведены исследования взаимодействия коллагена пресноводных рыб с водой для определения перспектив его использования как материала впитывающего слоя средств личной гигиены, а также противопролежневых повязок и простынёй для людей с ограниченной подвижностью. Предложен способ обработки шкур пресноводных рыб для получения материала с повышенной водопоглощающей способностью, изучены ранозаживляющие свойства полученного материала, его аллергенные свойства, проведены испытания на соответствие санитарно-эпидемиологическим требованиям.

Материал и методы

Материал и методы. Исследуемый материал получали последовательной обработкой шкур рыб в слабых растворах щелочей и органических кислот. Для исследования ранозаживляющих свойств полученных коллагеновых субстанций использовались гистологические, гистохимические и планиметрические методы. Гистохимические исследования заключались в изучении содержания РНК в пределах росткового слоя Мальпиги эпидермиса, которое определяли по методике с применением Азура В, а также содержания сульфгидрильных групп белков по методу Шевремона и Фредерика. Аллергенность определяли методом накожных аппликаций, соответствие нормам санитарно-эпидемиологической безопасности — согласно нормативно-правовым документам.

Результаты

Результаты. После обработки в растворах кислот и щелочей величина набухаемости, отражающая влагоёмкость материала, повышается почти в 10 раз и составляет 30 г на 1 г сухого вещества. Репаративные процессы в мягких тканях под воздействием полученной коллагеновой субстанции из рыбного сырья ускоряются. Это проявлялось в стимуляции коллагеногенеза, активации метаболических процессов. Аллергенное и токсическое действие полученный материал не оказывает, он соответствует нормам санитарно-эпидемиологической безопасности.

Обсуждение

Обсуждение. Описанные свойства рыбного коллагена связаны с особенностью расположения полипептидных цепей его молекулы, которые менее прочно связаны по сравнению с молекулой коллагена млекопитающих.

Выводы

Выводы. В результате проведенных исследований показано, что коллаген пресноводных рыб, модифицированный обработкой в растворах щелочей и органических кислот, может быть применен как материал для впитывающего слоя средств личной гигиены и противопролежневых средств.

There were performed studies of the interaction of collagen of freshwater fish with water to determine the prospects for its use as an absorbent layer of personal care products, a method for treating freshwater fish skins for obtaining a material with an increased water-absorbing capacity has been developed; thermal stability, allergenic properties of this material have been studied; toxicity tests have been carried out. Methods of thermogravimetry, differential scanning calorimetry, spectroscopy in the visible and ultraviolet region of the spectrum of light waves were used. Allergenicity was determined by the method of cutaneous applications, toxicity — according to State Standards. The most part of moisture was shown to be bound by adsorption or osmotic pathways, only 7% of moisture bound by the samples is retained in the capillaries. The sufficiently high binding energies of about 4 J/mol suggest the ability of the functional groups of fish collagen to create a powerful hydrated membrane. For the loosening of the material, sequential treatment of fish skin in weak solutions of alkalis and organic acids is suggested, after which the swelling capacity reflecting the moisture capacity of the material rises by almost 10 times and amounts to 30 g per 1 g of dry matter. The aggregation of polydisperse systems of processed collagen in the temperature range of 38°-46°, which can lead to a decrease in moisture capacity with an increase in temperature to these values, is found. The obtained material has no allergic neither toxic effects. As a result of the studies, it was shown that collagen of freshwater fish, modified by treatment in alkali and organic acid solutions, can be used as a material for the absorbent layer of personal care products under the condition of sparing temperature regimes during their manufacture.

коллаген пресноводных рыбсорбциянабухаемостьбезопасностьсредства личной гигиеныcollagenfreshwater fishsorptionswellingnesssafetypersonal hygieneReferencesKessler T. et al. Absogbing product hygienic gasket. Patent US. N 2229868;2004Kessler T. et al. Absogbing product hygienic gasket. Patent US. N 2229868; 2004.Mason P.C. et al. Inserting gasket with the indicator of improved characteristics. Patent US, N 2373911;2007Mason P.C. et al. Inserting gasket with the indicator of improved characteristics. Patent US, N 2373911;2007Paukshto M.V. et al. Collagen materials, films and methods of their production. Patent US N 2009125186/05;2007Paukshto M.V. et al. Collagen materials, films and methods of their production. Patent US N 2009125186/05;2007Антипова Л.В. Коллагены: источники, свойства, применения. Воронеж: ВГУИТ. 2014.Antipova L.V. the Collagens: sources, properties, applications. Voronezh; 2014 (in Russian).Глотова И.А., Болтыхов Ю.В. Реологические характеристики полифункциональных дисперсных систем на основе коллагеновых белков животных тканей. Успехи современного естествознания.2008; (2): 43-4.Glotova I.A., Boltachev V. Rheological characteristics of multifunctional disperse systems based on collagen proteins of animal tissues Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2008; (2): 43-44 (in Russian).Батечко, С.А. Коллаген. Новая стратегия сохранения здоровья и продления молодости Колечково, 2010Batechko, S. A. Collagen. A new strategy of preservation of health and youth. Koleczkowo; 2010.Истранова, Е.В. Модификация коллагена: физико-химические и фармацевтические свойства и применение. Химико-фармацевтический журнал. 2006; 40 (2): 32-6Istranova E.V., Istranov L.P., Tchaikovsky E.A. Collagen modification: physico-chemical and pharmaceutical properties and applications Himiko-farmacevticheskij zhurnal. 2006 ;40(2): 32-36(in Russian).Антипова Л.В., Сторублевцев С.А., Бобрешова М.В. Шкуры рыб - как объект для получения коллагеновых субстанций Научная конференция хранителна наука, техника и технологии - Научнитрудове Университет по хранителни технологии Пловдив; Том LIX. - 2012: 976-78Antipova L.V., Storublevtsev S.A., Bobreshova M.V. Skins of fish - as an object for obtaining collagen substances. Scientific conference «Science, technology and technology» Plovdiv LIX. 2012; 976-978(in Russian).Антипова Л.В., Кораблева С.А., Болгова С.Б. Перспективы получения и применения для заживления ранматериалов на основе коллагена рыбы Материалы 1-го Международного конгресса. Промышленно-научные сети в сотрудничестве с фармацевтической, химической и пищевой отраслями. 2014: 116-20Antipova L.V., Korobleva S.A., Bolgova S.B. Prospects of obtaining and application for wound healing materials based on collagen fish: Proceedings of the 1st international Congress of Industrial and scientific networks in cooperation with pharmaceutical, chemical and food industries: Voronezh, 2014;116-120 (in Russian).Игнатьева Н.Ю. Коллаген - основной белок соединительной ткани. Эстетическая медицина. 2005; 4 (3): 257-58.Ignatieva N.Yu. Collagen - the basic protein of connective tissue. Esteticheskaya medicina. 2005; 3(4): 257-258 (in Russian).Boriskina E.P. Physical factors of stability of three-spiral collagen-type. Kharkiv; 2006 (in Ukraine).Boriskina E.P. Physical factors of stability of three-spiral collagentype. Kharkiv; 2006 (in Ukraine).Васильев М.П. Коллагеновые нити, волокнистые и пленочные материалы: Монография. Спб.: СПГУИТД, 2004. 397 с.Vasiliev M.P. Collagen filaments, fibrous and film materials. St. Petersburg; 2004 (in Russian).Габуда С.П., Гайдаш А.А., Вязовая Е.А. Структура коллагена и разупорядоченность водной подсистемы в фибриллярных белках. Биофизика. 2005 (2): 231-5.Gabuda S.P., Gaidash A.A. The Structure of collagen and disorder of the water subsystems in fibrillar proteins. Biofizika. 2005; (2): 231-235. (in Russian).Li G.Y. Physicochemical properties of collagen isolated from calf limed splits. Amer. Leather Chem. Ass. 2003; 98: 224-229Li G.Y. Physicochemical properties of collagen isolated from calf limed splits Amer. Leather Chem. Ass. 2003; 98: 224-229Финкельштейн А.В., Птицин О.Б. Физика белка. КДУ: 2012.Finkelstein A.V. Ptitsin OB Physics of Protein, KDU; 2012Bechir A., Sirbu R., Leca M., Maris M., Maris D.A., Cadar E., The Nanobiotechnology of Obtaining of Collagen Gels from Marin Fish Skin and Yours Reological Properties for using Like New Materials in Dental. Medicine International Journal of Medical, Health, Biomedical, Bioengineering and Pharmaceutical Engineering. 2008; 2(6): 190-196Bechir, A., Sirbu R., Leca M., Maris M., Maris D.A., Cadar E., The Nanobiotechnology of Obtaining of Collagen Gels from Marin Fish Skin and Yours Reological Properties for using Like New Materials in Dental Medicine International Journal of Medical, Health, Biomedical, Bioengineering and Pharmaceutical Engineering 2008; 2(6): 190-196Казимирова К. Непознанный коллаген. Косметология. 2012; 56(6): 90-3Kazimirova K. Unidentified collagen. Kosmetologiya. 2012; (6): 90-93.Дворянинова О.П. Биотехнологический потенциал рыб внутренних водоемов: глубокая переработка и высокотехнологичные импортзамещающие производства: Автореф. дис. д. тех. наук. В.; 2013. 124 с.Dvoryaninova O.P. Biotechnological potential of internal fish water bodies: Dr. tech. sci. diss. Voronezh;2013. (in Russian).Дворянинова О.П. Получение, свойства и применение коллагеновых дисперсий из кожи рыб: Автореф. дис. д. тех. наук. В., 2002. 218 с.Dvoryaninova O.P. Production, properties and application of collagen dispersion of fish skin. Dr. tech. sci. diss. Voronezh; 2002 (in Russian).Истранов Л.П., Абоянц Р.К., Истранова Е.В. Антимикробная гемостатическая губка, патент РФ № 2396984, от 27.03.2010Istranov L.P., Aboyants R.K., Istranova Ye.V. Antimicrobial haemostatic sponge. Рatent of the Russian Federation No. 2396984, dated 27.03.2010.Спиридонова М.В., Дворянинова О.П. Продукты разделки толстолобика - как источник белка в технологии кормопроизводства. Спиридонова М.В., Дворянинова О.П., Соколов А.В. Международный студенческий научный вестник. 2016 (3-1): 136-7.Spiridonova M.V., Dvoryaninova O.P., Sokolov A.V. Products of carp cutting - as a source of protein in the technology of forage production Mezhdunarodnyj studencheskij nauchnyj vestnik. 2016; (3): 136-137 (in Russian).Алексеева Н.Т. Морфологическая оценка регенерата при заживлении гнойных кожных ран под влиянием различных методов регионального воздействия. Журнал анатомии и гистопатологии. 2014; 3 (2): 14-8.Alekseeva N.T. Morphological evaluation of regenerate during healing of purulent skin wounds under the influence of various methods of regional exposure Zhurnal anatomii i gistopatologii. 2014; 3 (2): 14-18.Matthews J.A. Biomacromolecules. 2002; (3): 232-238.Matthews J. A. Biomacromolecules. 2002; (3): 232-238Bhattarai N. Biomaterials. 2005; 3(26): 6176-6184.Bhattarai N. Biomaterials. 2005; 3(26): 6176-6184Mo X., Chen Z., Weber H.J. ‘Electrospun nanofibres of collagen - chitosan and p(LLA-CL) for tissue engineering’ Frontiens. Medicines science in China.2007;1(1): 20-23Mo X., Chen Z., Weber H. J. ‘Electrospun nanofibres of collagen - chitosan and p(LLA-CL) for tissue engineering’ Frontiens. Medicines science in China .2007;1(1): 20-23.Семенычева Л.В. Способ получения уксусной дисперсии высокомолекулярного рыбного коллагена. Патент на изобретение №: 2567171 , 2015.Semenycheva L. V. Method for producing acetic dispersion of highmolecular fish collagen. Patent RF, N 2567171: 2015(in Russian).Воробьев В.И. Использование рыбного коллагена и продуктов его гидролиза. Известия Калининградского государственного технического университета. 2008 (13): 55-8.Vorobyov, V. I. Use of fish collagen and products of its hydrolysis. Izvestiya Kaliningradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2008; 13: 55-58 (in Russian).Глотова И.А. Ряжских В.И. Галочкина Н.А. Макаркина Е.Н. Галочкин М.Н. Получение функциональных дисперсных систем на основе коллагеновых белков: формализованный подход к описанию тепло-массообменных процессов. Фундаментальные исследования. 2012. 11(2): 383-8.Glotova I.A., Ryazhskikh V.I., Galochkina N.A., Makarkina E.N., Galochkin M.N. Production of functional disperse systems based on collagen proteins: a formalized approach to the description of heat and mass transfer processes Fundamental’nye issledovaniya. 2012; (11): 383-388 (in Russian).Антипова Л.В., Сторублёвцев С.А. Сорбционные свойства коллагеновых субстанций в создании мясных функциональных продуктов питания. Международная научно-практическая конференция, посвященная памяти Василия Матвеевича Горбатова. 2016. № 1: 367-9.Antipova L.V., Storublevtsev S.A. Sorption properties of collagen substances in the creation of meat functional foods International scientific and practical conference dedicated to the memory of Vasily Gorbatov. 2016; 1: 367-369 (in Russian).Сторублевцев С.А., Антипова Л.В., Попов В.И., Стукало О.Г., Болгова С.Б. Оценка бактериостатического эффекта иммобилизованных на коллагеновом носителе антибиотиков и ионов серебра в обеспечении асептики, Гигиена и санитария. 2015; 94(9): 54-7.Storublevtsev S.A., Antipova L.V Stukalo O.G., Bolgova S.B. Evaluation of bacteriostatic effect of immobilized on collagen carrier of antibiotics and silver ions in providing asepsis Gigiena i sanitariya. 2015; 94 (9): 54-57. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.