vuzbiochemiИзвестия вузов. Прикладная химия и биотехнологияProceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology2227-29252500-1558ИРНИТУ10.21285/2227-2925-2021-11-3-491-496vuzbiochemi-668Research ArticleКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯBRIEF COMMUNICATIONСинтез и исследование олигогексаметиленгуанидин гидроиодида в качестве рентгеноконтрастного веществаSynthesis and study of oligohexamethyleneguanidine hydroiodide as a radiopaque substanceОчировО. С.OchirovO. S.

Очиров Олег Сергеевич, к.фарм.н., ведущий инженер лаборатории химии полимеров

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Oleg S. Ochirov, Cand. Sci. (Pharmacy), Lead Engineer, Laboratory of Polymer Science

6, Sahyanova St., Ulan-Ude, 670047

ochirov.o.s@yandex.ruСтельмахС. А.StelmakhS. A.

Стельмах Сергей Александрович, к.х.н., старший научный сотрудник лаборатории химии полимеров

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Sergey A. Stelmakh, Cand. Sci. (Chemistry), Senior Researcher, laboratory of Polymer Science

6, Sahyanova St., Ulan-Ude, 670047

s_stelmakh@bk.ruГригорьеваМ. Н.Grigor’evaM. N.

Григорьева Мария Николаевна, к.фарм.н., ведущий инженер лаборатории химии полимеров

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Maria N. Grigor’eva, Cand. Sci. (Chemistry), Lead Engineer, Laboratory of Polymer Science

6, Sahyanova St., Ulan-Ude, 670047

gmn_07@bk.ruОкладниковаВ. О.OkladnikovaV. O.

Окладникова Валерия Олеговна, инженер лаборатории химии полимеров

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Valeria O. Okladnikova, Engineer, Laboratory of Polymer Science

6, Sahyanova St., Ulan-Ude, 670047

lera-okladnikova@mail.ruМогноновД. М.MognonovD. M.

Mогнонов Дмитрий Маркович, д.х.н., профессор, главный научный сотрудник лаборатории химии полимеров

670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6

Dmitrii M. Mognonov, Dr. Sci. (Chemistry), Professor

6, Sahyanova St., Ulan-Ude, 670047

dmog@binm.ruБайкальский институт природопользования СО РАНРоссияBaikal Institute of Nature Management SB RASRussian Federation202107102021113491496Copyright © Очиров О.С., Стельмах С.А., Григорьева М.Н., Окладникова В.О., Могнонов Д.М., 20212021Очиров О.С., Стельмах С.А., Григорьева М.Н., Окладникова В.О., Могнонов Д.М.Ochirov O.S., Stelmakh S.A., Grigor’eva M.N., Okladnikova V.O., Mognonov D.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vuzbiochemi.elpub.ru/jour/article/view/668

Резюме: Диагностика сложных травм, таких как осколочные переломы и ранения, травмы черепа, сопровождающиеся внутренними повреждениями, недоступными для визуального контроля, представляет максимальные трудности при проведении рентгенографического обследования. Поэтому актуальным является разработка препарата, способного с высокой точностью помочь локализовать место патологического очага, опираясь только на результаты рентгенографического исследования, что возможно при нанесении ориентира (вещества) на кожу пациента. В качестве такого вещества предложено использовать рентгеноконтрастное соединение на основе иодированной полимерной матрицы, где контрастирующим компонентом будет являться иод, а в качестве носителя – полигуанидин. Выбор этого класса полимеров обусловлен тем, что на атоме углерода гуанидиновой группы в большей степени локализуется положительный заряд, который позволяет загрузить в нее анионы иода. Путем протонирования чистого гуанидина иодистоводороной кислотой получен гуанидин гидроиодид, подлинность которого подтверждена методами ИК-спекроскопии (уменьшение интенсивности полос в области 1380, 880 см-1 по сравнению с гуанидином, а также уширение полосы валентных колебаний аминогрупп, характерных для солей гуанидина) и рентгенофазового анализа. На основе гексаметилендиамина и иодсодержащей соли гуанидина поликонденсацией в расплаве синтезирован полигексаметиленгуанидин гидроиодид. Показано, что водные растворы исследуемых образцов поглощают рентгеновское излучение и являются рентгенпозитивными веществами (экспозиционная доза излучения Е = 0,04 мЗВ).

Abstract: Diagnosis of complex injuries, such as splinter fractures and wounds, skull injuries accompanied by internal injuries that are inaccessible to visual control, presents the greatest difficulties during X-ray examination. Therefore, it is relevant to develop a drug that can help localize the site of a pathological lesion with high accuracy, relying only on the results of an X-ray study, which is possible when a reference point (substance) is applied to the patient’s skin. A radiopaque contrast compound based on an iodinated polymeric matrix with iodine as the contrasting component and polyguanidine as the carrier has been proposed to be used as a reference point substance. The choice of this class of polymers stemmed from the fact that a positive charge is localized to a greater extent on the carbon atom of the guanidine group, which allows loading iodine anions into it. Protonation of pure guanidine with hydroiodic acid has helped obtain guanidine hydroiodide. This finding was confirmed by IR spectroscopy methods (a decrease in the intensity of bands in the region of 1,380, 880 cm−1 in comparison with guanidine, as well as broadening of the band of stretching vibrations of amino groups characteristic of guanidine salts) and X-ray phase analysis. Polyhexamethylene guanidine hydroiodide was synthesized based on hexamethylenediamine and iodine-containing guanidine salt using melt polycondensation. The results show that the aqueous solutions of samples under study absorb X-radiation and are the X-ray-positive substances (exposure radiation dosage E = 0.04 mSV).

полигуанидиниодсодержащие веществарентгеноконтрастырентгеновское излучениеpolyguanidineiodine-containing substancesX-ray contrastX-ray radiationИсследование выполнено в рамках государственного задания Байкальского института природопользования СО РАН №. 0273-2021-0007.The study was carried out with the financial support of the State assignment of the Baikal Institute of Nature Management SB RAS no. 0273-2021-0007.ReferencesCohen D.M., Garcia C.T., Dietrich A.M., Hickey R.W. Jr.Miniature C-arm imaging: an in vitro study of detecting foreign bodies in the emergency department // Pediatric Emergency Care. 1997. Vol. 13. Issue 4. P. 247–249. https://doi.org/10.1097/00006565-199708000-00001Cohen DM, Garcia CT, Dietrich AM, Hickey RW Jr. Miniature C-arm imaging: an in vitro study of detecting foreign bodies in the emergency department. Pediatric Emergency Care. 1997;13(4):247– 249. https://doi.org/10.1097/00006565-199708000-00001Vehmas T., Tervahartiala P. Gd-DTPA in male urethrography. A case report // Acta Radiologica. 1996. Vol. 37. Issue 5. P. 804–805. https://doi.org/10.1177/02841851960373P274Vehmas T, Tervahartiala P. Gd-DTPA in male urethrography. A case report. Acta Radiologica. 1996;37(5):804–805. https://doi.org/10.1177/02841851960373P274Siessegger M., Mischkowski R.A., Schneider B.T., Krug B., Klesper B., Zöller J.E. Image guided surgical navigation for removal of foreign bodies in the head and neck // Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 2001. Vol. 29. Issue 6. P. 321–325. https://doi.org/10.1054/jcms.2001.0254Siessegger M, Mischkowski RA, Schneider BT, Krug B, Klesper B, Zöller JE. Image guided surgical navigation for removal of foreign bodies in the head and neck. Journal of Cranio-Maxillofacial Surgery. 2001;29(6):321–325. https://doi.org/10.1054/jcms.2001.0254Heiland M., Schulze D., Adam G., Schmelzle R. 3D-imaging of the facial skeleton with an isocentric mobile C-arm system (Siremobil Iso-C3D) // Dentomaxillofac Radiology. 2003. Vol. 32. Issue 1. P. 21–25. https://doi.org/10.1259/dmfr/80391180Heiland M, Schulze D, Adam G, Schmelzle R. 3D-imaging of the facial skeleton with an isocentric mobile C-arm system (Siremobil Iso-C3D). Dentomaxillofac Radiology. 2003;32(1):21–25. https://doi.org/10.1259/dmfr/80391180Stockman P., Variaktaris E., Fenner M., Tudor C., Neukam F.W., Nkenke E. Conventional radiographs: are they still the standard in localization of projectiles? // Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. 2007. Vol. 104. Issue 4. P. e71–e75. https://doi.org/10.1016/j.tripleo.2007.05.015Stockman P, Variaktaris E, Fenner M, Tudor C, Neukam FW, Nkenke E. Conventional radiographs: are they still the standard in localization of projectiles? Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, Oral Radiology, and Endodontology. 2007;104(4):e71–e75. https://doi.org/10.1016/j.tripleo.2007.05.015Hu J., Albadawi H., Chong B.W., Deipolyi A.R., Sheth R.A., Khademhosseini A., et al. Advances in biomaterials and technologies for vascular embolization // Advanced Materials. 2019. Vol. 31. Issue 33. 1901071. https://doi.org/10.1002/adma.201901071Hu J, Albadawi H, Chong BW, Deipolyi AR, Sheth RA, Khademhosseini A, et al. Advances in biomaterials and technologies for vascular embolization. Advanced Materials. 2019;31(33):1901071. https://doi.org/10.1002/adma.201901071Géraldine A., Jordan O., Andersen G., Doelker E., Chevalier Y. Radiopaque iodinated ethers of poly(vinyl iodobenzyl ether)s: Synthesis and evaluation for endovascular embolization // Journal of Applied Polymer Science. 2015. Vol. 132. Issue 14. 41791. https://doi.org/10.1002/app.41791Géraldine A, Jordan O, Andersen G, Doelker E, Chevalier Y. Radiopaque iodinated ethers of poly(vinyl iodobenzyl ether)s: Synthesis and evaluation for endovascular embolization. Journal of Applied Polymer Science. 2015;132(14):41791. https://doi.org/10.1002/app.41791Alashrah S., El-Ghoul Y., Omer M.A.A. Synthesis and characterization of a new nanocomposite film based on polyvinyl alcohol polymer and nitro blue tetrazolium dye as a low radiation dosimeter in medical diagnostics application // Polymers. 2021. Vol. 13. Issue 11. 1815. https://doi.org/10.3390/polym13111815Alashrah S, El-Ghoul Y, Omer MAA. Synthesis and characterization of a new nanocomposite film based on polyvinyl alcohol polymer and nitro blue tetrazolium dye as a low radiation dosimeter in medical diagnostics application. Polymers. 2021;13 (11):1815. https://doi.org/10.3390/polym13111815Suzuki T., Morgan S.J., Smith W.R., Stahel P.E., Flierl M.A., Hak D.J. Stress Radiograph to Detect True Extent of Symphyseal Disruption in Presumed Anteroposterior Compression Type I Pelvic Injuries // The Journal of Trauma: Injury, Infection, and Critical Care. 2010. Vol. 69. Issue 4. P. 880–884. https://doi.org/10.1097/TA.0b013e3181efbad5Suzuki T, Morgan SJ, Smith WR, Stahel PE, Flierl MA, Hak DJ. Stress Radiograph to Detect True Extent of Symphyseal Disruption in Presumed Anteroposterior Compression Type I Pelvic Injuries. The Journal of Trauma: Injury, Infection, and Critical Care. 2010;69(4):880–884. https://doi.org/10.1097/TA.0b013e3181efbad5Воинцева И.И., Гембицкий П.А. Полигуанидины – дезинфекционные средства и полифункциональные добавки в композиционные материалы. М.: ЛКМ-пресс, 2009. 304 с.Vointseva II, Gembtskii PA. Polyguanidines – disinfectants and multifunctional additives in composite materials. Moscow: LKM-press; 2009. 304 p. (In Russian)Grigor'eva M.N., Stelmakh S.A., Bazaron L.U., Mognonov D.M. Dependence of the viscous characteristics of polyhexamethyleneguanidine hydrochloride on its synthesis conditions // Polymer Science. Series B. 2014. Vol. 56. Issue 3. P. 269–273. https://doi.org/10.1134/S1560090414030063Grigor'eva MN, Stel’makh SA, Bazaron LU, Mognonov DM. Dependence of the viscous characteristics of polyhexamethyleneguanidine hydrochloride on its synthesis conditions. Polymer Science. Series B. 2014;56(3):269–273. https://doi.org/10.1134/S1560090414030063Stelmakh S.A., Bazaron L.U., Mognonov D.M. On the mechanism of the hexamethylenediamine and guanidine hydrochloride polycondensation // Russian Journal of Applied Chemistry. 2010. Vol. 83. Issue 2. P. 342–344. https://doi.org/10.1134/S1070427210020308Stel’makh SA, Bazaron LU, Mognonov DM. On the mechanism of the hexamethylenediamine and guanidine hydrochloride polycondensation. Russian Journal of Applied Chemistry. 2010;83(2): 342–344. https://doi.org/10.1134/S1070427210020308Ochirov O.S., Mognonov D.M., Stelmakh S.A. Polymeric hydrogels based on polyhexamethylene guanidine hydrochloride and formaldehyde // Russian Journal of Applied Chemistry. 2015. Vol. 88. Issue 2. P. 331–334. https://doi.org/10.1134/S1070427215020238Ochirov OS, Mognonov DM, Stel’makh SA. Polymeric hydrogels based on polyhexamethylene guanidine hydrochloride and formaldehyde. Russian Journal of Applied Chemistry. 2015;88(2):331–334. https://doi.org/10.1134/S1070427215020238Goto T., Nakanishi K., Ohashi N. An account on the infrared absorption of guanidiniums // Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1957. Vol. 30. Issue 7. P. 723–725.Goto T, Nakanishi K, Ohashi N. An account on the infrared absorption of guanidiniums. Bulletin of the Chemical Society of Japan. 1957;30(7):723–725.

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