Библиографическое описание:3D-микроскопия в оценке последствий лазерной модификации разрушаемых полимерных пленок из полигидроксиалканоатов : научное издание / А. Е. Дудаев, В. И. Турчин. - Текст : непосредственный // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. - 2026. - Т.19, №2. - С. 325-332. - Исследование выполнено в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (проект № FWES-2026-0006). - ISSN 1997-1389. - ISSN 2313-5530.
Аннотация:Лазерная модификация пленок из биодеградируемых полигидроксиалканоатов (ПГА) является перспективным методом управления свойствами поверхности для биомедицины и упаковки. Однако количественная связь между составом полимера и формируемой 3D-топографией изучена недостаточно. С помощью высокоразрешающей 3D-микроскопии исследовано воздействие CO2-лазера (непрерывный и квазиимпульсный режимы) на пленки из четырех типов ПГА: гомополимера поли(3-гидроксибутирата) [П(3ГБ)] и трёх его сополимеров - поли(3-гидроксибутирата-со-3-гидроксивалерата) [П(3ГБ-со-3ГВ)], поли(3-гидроксибутирата- со-4-гидроксибутирата) [П(3ГБ-со-4ГБ)] и поли(3-гидроксибутирата-со-3-гидроксигексаноата) [П(3ГБ-со-3ГГ)]. 3D-микроскопия позволила, не разрушая образец, точно измерить глубину и однородность бороздок и лунок. Гомополимер П(3ГБ) формировал неглубокие (26,5 мкм) фрагментированные структуры, тогда как сополимеры, особенно П(3ГБ-со-3ГГ), образовывали более глубокие (до 45,1 мкм) и однородные элементы, что коррелирует с их пониженной кристалличностью и температурой плавления. Работа обосновывает 3D-микроскопию как ключевой инструмент для количественной оценки влияния состава ПГА на лазерно-индуцированную микроархитектуру, что необходимо для создания разрушаемых пленок с контролируемой топографией.
Laser modification of biodegradable polyhydroxyalkanoate (PHA) films is a promising approach to tailoring their surface properties for biomedical applications. However, the quantitative relationship between polymer composition and the resulting 3D surface topography remains poorly understood. In this study, we use high-resolution 3D microscopy to evaluate the effects of CO2 laser treatment - under both continuous and quasi-pulsed modes - on films composed of four distinct PHAs: the homopolymer poly(3-hydroxybutyrate) [P(3HB)] and three copolymers - poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) [P(3HB-co-3HV)], poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) [P(3HB-co-4HB)], and poly(3- hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) [P(3HB-co-3HHx)]. Non-destructive 3D topographic mapping enabled precise quantification of groove and crater depths and uniformity. The homopolymer P(3HB) formed shallow (26.5 µm), fragmented structures, while copolymers, especially P(3HB-co-3HHx), produced deeper (up to 45.1 µm) and more uniform features, correlating with lower crystallinity and melting points. This study establishes 3D microscopy as an essential tool for quantitatively linking PHA composition to laser-induced microarchitecture, facilitating a rational design of degradable films with controlled topography.
