В MIT создали биоразлагаемый материал для замены пластиковых микрогранул


Класс биоразлагаемых материалов, способных заменить пластиковые микрогранулы, которые сейчас используются в косметических и моющих средствах, разработали исследователи Массачусетского технологического института (MIT), 6 декабря сообщает пресс-служба института.

Микропластик в настоящее время стал глобальной экологической проблемой. Он встречается повсеместно, высвобождаясь при распаде шин, одежды и пластиковой упаковки. Другим значительным источником микропластика являются крошечные шарики, которые добавляются в некоторые моющие средства, косметику и другие товары.

Ученые Массачусетского технологического института предложили заменить эти пластиковые микрогранулы полимерами, которые распадаются на безвредные сахара и аминокислоты. Однако у этих полимеров могут быть и другие применения.

В новом исследовании Ана Якленец, главный исследователь Института интегративных исследований рака им. Коха MIT и ее коллеги показали, что созданные ими частицы могут быть использованы для инкапсуляции питательных веществ, таких как витамин А и других, для обогащения ими продуктов питания.

Исследователи, работавшие под руководством Линьцзысюань Чжан, аспирантки MIT по специальности «химическая инженерия», обратились к типу полимера, разработанного ранее в лаборатории Роберта Лангера, профессора MIT и члена Института Коха, получившему название поли (β-аминоэфиры).

Эти полимеры, показавшие себя многообещающими в качестве носителей для доставки генов и других медицинских применений, являются биоразлагаемыми и распадаются на сахара и аминокислоты.

Изменяя состав строительных блоков материала, исследователи могут настраивать такие его свойства, как гидрофобность (способность отталкивать воду), механическая прочность и чувствительность к pH. Создав пять различных материалов-кандидатов, команда MIT протестировала их и определила тот, который имел оптимальный состав для применения в качестве микропластика и растворялся при воздействии кислых сред, таких как в желудке.

Исследователи показали, что они могут использовать эти частицы для инкапсуляции витаминов А, D, Е, С, цинка и железа. Многие из этих полезных веществ подвержены деградации под воздействием тепла и света, но, как установили исследователи, будучи заключенными в полимерные частицы, они могут выдерживать воздействие кипящей воды в течение двух часов.

Разработчики также продемонстрировали, что даже после хранения в течение шести месяцев при высокой температуре и высокой влажности более половины инкапсулированных витаминов остались неповрежденными.

В этом исследовании ученые также проверили безопасность этих частиц для культивируемых клеток кишечника человека, измерив их воздействие на клетки. Применение доз, которые предполагается использовать для обогащения продуктов питания, не дало никакого повреждения клеток.

Чтобы исследовать способность частиц заменять микрогранулы, которые часто добавляют в очищающие средства, исследователи смешали созданные ими частицы с мыльной пеной. Они обнаружили, что эта смесь может удалять стойкую помаду и водостойкую подводку для глаз с кожи гораздо эффективнее, чем простое мыло.

Мыло с добавками нового микропластика также оказалось более эффективным, чем моющее средство, в состав которого входят полиэтиленовые микрошарики. Исследователи также обнаружили, что новые биоразлагаемые частицы лучше справлялись с поглощением потенциально токсичных элементов, таких как тяжелые металлы.

В настоящее время команда исследователей работает над дальнейшим тестированием микрогранул в качестве очищающего средства и возможных других приложений, надеясь провести небольшое испытание на людях в конце текущего года. Они также планируют провести клиническое испытание продуктов, обогащенных частицами.

Исследователи надеются, что их работа поможет сократить количество микропластика, выбрасываемого в окружающую среду из косметических товаров и моющих средств.

Результаты исследования команда представила в статье «Разлагаемые микрочастицы поли (β-аминоэфира) для моющих средств и обогащения пищевых продуктов» (Degradable poly (β-amino ester) microparticles for cleansing products and food fortification), опубликованной в журнале Nature Chemical Engineering.

glavno.smi.today