Розроблення космецевтичного засобу з протимікробною та ранозагоювальною дією на основі біомаси лікарських рослин
Автор: Князєва Катерина Сергіївна
Кваліфікаційний рівень: магістр (ОНП)
Спеціальність: Біотехнології та біоінженерія (освітньо-наукова програма)
Інститут: Інститут хімії та хімічних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Князєва К.С., Петріна Р.О. (керівник). Розроблення космецевтичного засобу з протимікробною та ранозагоювальною дією на основі біомаси лікарських рослин. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023 Розширений реферат Лікарські рослини, як і засоби на їх основі, набувають все більшої популярності. Вони містять рослинні метаболіти, біологічно активні сполуки, які у відповідних кількостях дають їм можливість доповнювати або навіть замінювати хімічно синтезовані речовини у харчовій, косметичній та фармацевтичній продукції [1]. Існує велика потреба у виробництві космецевтичних засобів на основі рослинної сировини в промислових умовах. Тому важливим завданням є пошук рослин, що містять цінні біологічно активні речовини, розробка методології ідентифікації, кількісного визначення та виділення цих речовин з рослинної сировини [2]. Arnica montana є однією з найперспективніших лікарських рослин, оскільки рослина є джерелом сесквітерпенів, ефірних олій, терпеноїдів, лактонів, флавоноїдів та фенольних сполук. Препарати на основі арніки гірської мають широкий спектр лікувальних властивостей, зокрема антиоксидантну, протизапальну, протигрибкову, імуномодулюючу та антибактеріальну дію [3]. Більшість сировини арніки на ринку вирощується в дикій природі. Популяції арніки експлуатуються протягом тривалого часу, що призвело до виснаження природних ресурсів і включило арніку до списку зникаючих видів. Біотехнологічні підходи до одержання рослинної сировини, зокрема одержання калусної біомаси рослин в умовах in vitro, дозволяють вирішити проблему біозбереження Arnica montana. Метод культури тканин має переваги порівняно із звичайним вирощуванням лікарських рослин на полях та в теплицях, зокрема одержання рослинного матеріалу в стерильних та контрольованих умовах, що дозволяє регулювати процеси розвитку, такі як органогенез та продукування тканин із високим вмістом вторинних метаболітів [5]. Основним типом рослинної тканини, яку отримують за допомогою методу культури ізольованих клітин, тканин та органів є калусна тканина – однорідна біомаса, що складається із сукупності недиференційованих клітин, отримана з експланта на живильному середовищі в умовах in vitro. Суспензійні калусні культури є ефективним засобом для великомасштабного виробництва терапевтично важливих вторинних метаболітів рослин методом культивування в біореакторі [6]. Виділення біологічно активних речовин з рослинної сировини здійснюється в основному за допомогою методів екстрагування. Екстракти лікарських рослин є популярними компонентами космецевтичних засобів. На основі рослинних екстрактів одержують різноманітні космецевтичні засоби: крем, мазь, лосьйон, сироватка, олія, тонік, маска та інші. Мазь – це м’яка лікарська форма, яка призначена для місцевого застосування на шкіру або слизові оболонки. Об’єкт дослідження: калусна біомаса, екстракти калусної біомаси та рослинної сировини Arnica montana. Галузь дослідження: біотехнологія, фармація, медицина. Мета дослідження: одержання калусної біомаси Arnica montana для розроблення космецевтичного засобу з протимікробною та ранозагоювальною дією. Результати дослідження: під час дослідження було отримано калусну біомасу A.montana, здійснено екстракцію біологічно активних речовин 70% етанолом методом настоювання, визначено вміст фенольних сполук та флавоноїдів, ідентифіковано наявність амінокислот у екстракті, досліджено антимікробну активність екстракту, розроблено рецептуру та запропоновано спосіб одержання мазі. Розроблений процес виробництва мазі складається з наступних етапів: одержання калусної біомаси в лабораторних умовах, культивування суспензійної культури біомаси в біореакторі, відділення біомаси від нативного розчину, сушіння калусної біомаси, екстрагування 70% етанолом методом настоювання, фільтрування екстракту, приготування космецевтичного засобу. Складено матеріальний баланс одержання мазі, що містить екстракт калусної біомаси Arnica montana, розроблено принципову апаратурно-технологічну схему виробництва. Під час виконання економічної частини роботи визначено конкурентів на внутрішньому ринку, здійснено розрахунок витрат на проведення дослідження. Робота обсягом 96 сторінок включає вступ, 5 розділів, висновок, список використаних джерел, додатки, 10 малюнків, 27 таблиць, 58 літературних джерел. Ключові слова: калусна біомаса, Arnica montana, фенольні сполуки, амінокислоти, екстракція, космецевтичний засіб. Перелік використаних літературних джерел: 1. Optimization of obtaining of flavonoids and phenolic compounds from extracts of biomass Carlina acaulis / O. M. Fedoryshyn et al. Scientific notes of Taurida National V.I. Vernadsky University. Series: Technical Sciences. 2020. Vol. 2, no. 6. P. 48–53. URL: https://doi.org/10.32838/tnu-2663-5941/2020.6-2/09. 2. Research on aspects of the extraction kinetics of metabolites of Carlina acaulis while mixing / O.M. Fedoryshyn et al. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii. 2023. No. 1. P. 3–10. URL: https://doi.org/10.32434/0321-4095-2023-146-1-3-10. 3. Князєва К. Метаболіти у культивованій in vitro біомасі Arnica montana // VIII Науково-практична конференція Школи молодих науковців АТ «Фармак», Київ, АТ «Фармак», 19 листопада 2020 р. – С. 17-18. 4. Петріна Р.О., Загородня Д.С., Суберляк С.А., Князєва К.С., Гавриляк В.В. Інноваційні біотехнології для збереження біорізноманіття лікарських рослин в природі // Міжнародна науково-практична конференція «Перспективні матеріали та інноваційні технології: біотехнологія, прикладна хімія та екологія», Київ, КНУТД, 14-15 травня 2020 р. – с.43. 5. Secondary Metabolites Profiling, antimicrobial and cytotoxic properties of Commiphora gileadensis L. leaves, seeds, callus, and cell suspension extracts / A. M. Al-Abdallat et al. Metabolites. 2023. Vol. 13, no. 4. P. 537. URL: https://doi.org/10.3390/metabo13040537.