Посещений:
ЯИЧНОЙ СКОРЛУПЫ МЕМБРАНА



Структура, функция, использование

Avian eggshell membrane as a material for tissue engineering: A review
" Mamatha M. Pillai, " Rituparna Saha & " Prakriti Tayalia
Journal of Materials Science volume 58, pages6865-6886 (2023)

Eggshell membrane (ESM) has recently gained interest for various applications in the field of biomedical engineering, materials science and environmental engineering. It is a routinely generated waste material which makes it easily available and an affordable biomaterial. ESM is a protein-rich, thin, fibrous membrane composed of collagen and hyaluronic acid, a composition similar to that found in human tissues. The physicochemical properties of ESM make it suitable for tissue engineering applications such as regeneration of skin, bone, cartilage, tympanic membrane, nerve and blood vessels. Further, ESM has been used either as nanoparticles or as a platform to deliver nanoparticles for various therapeutic applications. The review discusses the intrinsic structural and chemical properties of ESM, the techniques to isolate ESM, the various forms in which it has been used and its varied tissue engineering and nanomedicine applications, thereby highlighting its potential as an ideal natural biomaterial for biomedical applications. It also highlights the challenges to the utility of ESM and the unmet needs.
1. Structure and Chemical Composition of the Eggshell and Eggshell Membrane


Скорлупа птичьих яиц, составляющая около 10% массы яйца, состоит из скорлупы и оболочки. Скорлупа представляет собой известковую структуру, состоящую преимущественно из карбоната кальция (CaCO3) (95%) и органической матрицы, состоящей из белков, гликопротеинов и протеогликанов (3,5%) [1,2]. Мембрана скорлупы (ESM) состоит из сшитых коллагенов (I, V и X), гликозаминогликанов (ГАГ), яичного белка (например, овотрансферрина, лизоцима) и белков матрикса скорлупы (например, овокаликсина-36) [1-5]. ESM - это самый внутренний компонент скорлупы, расположенный между маммиллярным слоем и яичным белком. Он имеет уникальную волокнисто-сетчатую структуру, обеспечивающую процесс минерализации скорлупы с внешней поверхности ESM и предохраняющую яичный белок от минерализации [6,7]. На ранней стадии инкубации ESM прочно соединен с маммиллярными шишками, и его трудно отделить путем механического воздействия. Однако по мере инкубации эта связь ослабевает [8]. ESM состоит из трех слоев: наружной оболочечной мембраны, внутренней оболочечной мембраны и ограничительной мембраны. Детальное строение яичной скорлупы и ESM представлено на рис. 1, где показана трехслойная структура со спиральным расположением этих слоев [9].



Figure 1 Hen egg structure and scanning electron micrographs illustrating the morphology of the eggshell and eggshell membranes. (A) Eggshell cross-fractured to reveal the shell membrane (SM), mammillary layer (ML), and palisade layer (PL); (B) higher magnification of the membrane mammillary body interface: Outer shell membrane fibers (OSM); insert into the tips of the mammillary bodies (MB); inner shell membranes (ISM); (C) enlargement of the shell membrane fibers (SMF), revealing their interwoven and coalescing nature; (D) inner aspect of the inner shell membrane (ISM), demonstrating the limiting membrane (LM) that surrounds the egg white here removed during sample preparation. Scale bars: (A), 50 mm; (B), 20 mm; (C,D), 2 mm. (adapted from M.T. Hincke et al., Matrix Biology, 19, 443-453, 2000, [5]).

Мембрана наружной оболочки представляет собой самый наружный слой ESM и способствует плотному прикреплению к скорлупе яйца. Волокна наружной оболочечной мембраны представляют собой почкообразные структуры на вершине маммиллярного бугорка, обеспечивающие прочное сцепление ESM с оболочкой яйца [8]. Наружный слой оболочки также является самым толстым из трех слоев, его толщина составляет примерно 50-70 µм [1,10]. Волокна внутреннего слоя скорлупы переплетаются с волокнами наружной оболочки, за исключением области воздушных ячеек [11]. Ограничительный слой представляет собой тонкую структуру, которая непосредственно покрывает яичный белок [7]. Благодаря наличию большого количества волокон наружная оболочечная мембрана более шероховатая, чем внутренняя [12]. Кроме того, волокна в трех слоях ESM различаются по диаметру, уменьшаясь от наружной к ограничивающей мембране [13].
ESM богата белковыми волокнами, в состав которых входит около 80-85% белков [14]. По имеющимся данным, в ESM содержится более 500 различных типов белков [15]. Основной структурной основы волокон являются коллагены, составляющие 10% ESM [16]. Соотношение коллагенов I и V составляет примерно 100:1, причем их содержание в наружном и внутреннем слоях ESM существенно различается [17]. Если внутренний ESM содержит как коллаген I, так и коллаген V, то в наружном ESM присутствует только коллаген I [18]. Другой тип коллагена, коллаген X, содержится как в наружном, так и во внутреннем слоях ESM. Считается, что коллаген X ингибирует процесс минерализации, препятствуя минерализации как белка, так и желтка [7,19]. Однако такая гипотеза противоречит тому факту, что коллаген Х расположен в сердцевине волокон [6]. Фибронектин, гликопротеин димерной формы с функцией активации или связывания белков, является еще одним типом белка, присутствующим в ESM [20]. Остеопонтин, содержащий многочисленные сайты связывания с клеткой и кальцием, а также различные серин/треониновые сайты фосфорилирования, также присутствует в ESM [21]. Помимо этих белков, в ESM присутствуют минералы CaCO3, сиаловая кислота, уроновая кислота и небольшое количество сахаридов [3,22]. Основные химические компоненты мембраны скорлупы яиц и их функции приведены в табл. 1.

Table 1

Main chemical components of the eggshell membrane and their functions.

Figure 2
2. Isolation and Solubilization of the Eggshell Membrane


Как правило, ESM может быть отделен от скорлупы путем механической, химической или ферментативной обработки. Внутренний ESM и ограничительная мембрана встроены в ES, поэтому их приходится отделять вручную [11]. Однако волокна наружного ESM прочно соединены с маммиллярными конусами в скорлупе, и их отделение требует дополнительных операций [3]. Поскольку основным компонентом скорлупы является CaCO3, его растворение в кислой среде приводит к разрушению прочно связанной структуры и высвобождению ESM [13,51,52]. Для отделения ESM обычно применяется обработка кислотой - уксусной, соляной или EDTA [53-56]. Другая стратегия заключается в ослаблении связи между ESM и ES путем погружения ES в слабокислый раствор с последующим ручным отделением [54-58]. В процессе кислотной обработки на эффективность этого этапа разделения влияют многочисленные параметры, такие как температура инкубации, время реакции, содержание влаги и тип используемой кислоты [56,59].
ESM трудно растворима в водном растворе из-за различных взаимодействий между CREMPs [60], кератинами, десмозинами и гидроксилизинонорлейцином [61,62], что затрудняет его переработку и применение. Однако получение мембранного белка скорлупы (SEP) в виде водорастворимых растворов значительно облегчит их использование и максимально повысит экономический потенциал ESM. В связи с белковым составом ESM необходимо контролировать температуру, применяемую при приготовлении SEP, чтобы избежать денатурации коллагенов и других волокнистых белков (50-70 °С) [63,64]. В предыдущих исследованиях ученые обрабатывали ESM для восстановительного расщепления водной 3-меркаптопропионовой кислотой и уксусной кислотой [65]. Биоактивность SEP, полученного по этой методике, была подтверждена выращиванием клеток NIH3T3 в присутствии SEP. Проводятся дополнительные исследования, направленные на повышение пригодности SEP для конкретных практических применений, в том числе для выделения специфических белков ESM. Jia et al. разработали электропряденые нановолокна SEP/PLGA, которые способны предотвращать инвазию в эпителиальную ткань и обеспечивают улучшенные условия прикрепления клеток, что делает их идеальным биоматериалом для регенерации тканей [66]. Zhang et al. объединили декальцинацию уксусной кислотой, декальцинацию EDTA и экстракцию фосфатным буфером для эффективной очистки матриксных белков яичной скорлупы OC-17, OC-116 и OCX-36 [59]. Методология поверхности отклика использована для выделения пепсин-растворимого коллагена [67]. Согласно полученным результатам, оптимальными условиями экстракции были щелочной гидролиз с 0,76 моль/л NaOH в течение 18 ч и ферментативный гидролиз с 50 Ед/мг пепсина в течение 43,42 ч. Выход экстракта составил 30,0% [67]. Shi et al. растворяли ESM в щелочном 10%-ном спиртовом растворе при 70°С и извлекали растворимые белки с антиоксидантной активностью [68]. Таким образом, различные подходы к обработке ESM и получению SEP позволили найти применение ESM в самых разных областях.
3. Application of Eggshell Membrane as a Novel Biomaterial
3.1. ESM for Joint Health


Остеоартроз (ОА) - наиболее распространенное хроническое заболевание суставов, существенно влияющее на работоспособность и качество жизни пациентов. Очень часто для облегчения боли пациенты полагаются на БАДы. Мембрана яичной скорлупы была протестирована в качестве натурального терапевтического средства при заболеваниях суставов и соединительной ткани и, как сообщается, оказывает определенное благоприятное воздействие на боль, скованность в суставах и оборот хряща, вызванный чрезмерными физическими нагрузками [69]. В рандомизированном исследовании постменопаузальные женщины были распределены на группу плацебо и группу вмешательства. Тридцать женщин принимали перорально коммерческий продукт "Натуральная мембрана яичной скорлупы" (NEM®) по 500 мг один раз в день в течение 2 недель, одновременно выполняя регулярные физические упражнения в разные дни. Результаты показали, что в группе вмешательства значительно уменьшилась скорость оборота хряща. Прием препарата с мембраной яичной скорлупы быстро улучшил восстановление после вызванных физической нагрузкой болей и скованности в суставах, а также уменьшил дискомфорт сразу после тренировки [69].
Было проведено двойное слепое плацебо-контролируемое клиническое исследование терапевтического эффекта и безопасности водорастворимого гидролизата мембран яичной скорлупы в виде биологически активной добавки (BiovaFlex, 450 мг в день) [70]. Исследователи наблюдали за функцией коленного сустава, подвижностью и общим состоянием здоровья 88 пациентов с ОА, рандомизированных в группы вмешательства (n = 44) и плацебо (n = 44). Клинические результаты оценивались в течение 12 недель. По сравнению с группой плацебо наибольшую пользу от лечения гидролизатом ESM получили пациенты с наихудшим исходным состоянием, у которых к пятому дню был отмечен значительный эффект, измеряемый в тесте на шестиминутную ходьбу. У остальных пациентов явное улучшение наблюдалось к 12-й неделе по сравнению с группой плацебо. Значительное улучшение наблюдалось и по нормализованному показателю Stiffness Index остеоартрита Western Ontario McMaster к 5 дню [70]. Эти результаты показали, что гидролизат ESM может быть использован в качестве перспективной диетической добавки для облегчения симптомов ОА и улучшения подвижности пациентов с ОА. Аналогичные выводы были представлены и в другом двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании вмешательства ESM. 150 пациентов с ОА в возрасте от 45 до 70 лет были рандомизированы в группу вмешательства (n = 75) или плацебо (n = 75) [71]. После ежедневного приема 300 мг порошка ESM в течение 12 недель пациенты отмечали, что лечение помогло им облегчить боль при ОА коленного сустава и способствовало улучшению повседневной жизнедеятельности [71].
Помимо использования в качестве биологически активной добавки, ESM играет еще одну важную роль в здоровье суставов. Исследование показало, что шелковый фиброин и поливиниловый спирт с 3% автоклавированным ESM обладают динамическими и компрессионными механическими свойствами, аналогичными хрящу мениска человека [72]. Кроме того, такой каркас благоприятно влиял на пролиферацию клеток первичного мениска человека и секрецию внеклеточного матрикса. Исследователи обнаружили, что гидрогели на основе ESM/шелкового фиброина способствуют адгезии и дифференцировке клеток суставных хондроцитов человека. Поэтому в будущем такие гидрогели могут быть использованы в качестве заменителей хряща для тканевой инженерии [73].


Figure 3
3.2. ESM for Wound Healing


ESM использовался в качестве биоматериала, способствующего заживлению кожных ран. Солюбилизированный ESM может способствовать синтезу коллагена III типа в коже безволосых мышей, а также значительно повышает эластичность кожи человека и уменьшает количество мимических морщин [74].
Незаживающие раны на коже считаются одной из основных проблем здравоохранения во всем мире, вызывая высокую заболеваемость и смертность. Порошок переработанных мембран яичной скорлупы (PEP) обладает большим потенциалом в качестве экономически эффективного ранозаживляющего средства. Используя модель иссечения раны на мышах, исследователи показали, что PEP способствовал более быстрому закрытию раны в группе, получавшей лечение, по сравнению с группой, не получавшей лечения [23,75]. Кроме того, sPEP стимулировал активность матриксных металлопротеиназ (MMP) как в дермальных фибробластах, так и в коже мыши в течение 10-дневного периода инкубации. PEP также повышал уровень белка MMP-2 и способствовал выработке альфа-гладкомышечного актина [76].
Заплатки ESM также могут стать потенциальным методом лечения перфорации tympanic membrane (TM) [77]. Исследователи рандомизировали пациентов с травматической перфорацией ТМ на две группы: группу аппроксимации краев перфорации и группу заплат из яичной скорлупы (ESM). Результаты показали, что наложение заплаты из ESM значительно сократило время заживления, особенно у пациентов со средними и тяжелыми травматическими перфорациями ТМ [78].
Физико-химические свойства ESM, такие как гидрофильность и твердость, могут быть модифицированы с помощью неорганических соединений. Например, при нанесении на ESM нанопокрытий из биоактивного стекла (Cu-BG), содержащих медь (Cu), были получены пленки Cu-BG/ESM, способные значительно усилить ангиогенез in vivo, что позволило сформировать постоянный и равномерный слой эпидермиса, что привело к повышению качества заживления. Кроме того, значительное количество ионов Cu2+, высвобождающихся из этих пленок Cu-BG/ESM, существенно снижало уровень бактерицидности и, следовательно, предотвращало развитие раневой инфекции [79]. Исследователи обнаружили, что сочетание EMS с наночастицами серебра улучшает реэпителизацию, формирование грануляционной ткани и заживление ран, способствуя пролиферации клеток и ингибируя воспаление [80].
3.3. ESM for Gut Health


Польза ESM была показана во многих работах, посвященных различным заболеваниям кишечника. В мышиной модели колита, вызванного декстрансульфатом натрия, порошок ESM подавлял индекс активности заболевания и укорочение толстой кишки. Было показано, что он уменьшает воспаление в кишечнике, способствуя восстановлению целостности эпителия и смягчая последствия микробного дисбиоза [81]. В исследовании in vitro ESM подавлял выработку воспалительных цитокинов, индуцированную липополисахаридом, и улучшал пролиферацию клеток Caco-2 за счет повышения уровня факторов роста. Эти эффекты были связаны со значительным улучшением экспрессии генов медиаторов воспаления, пролиферации кишечных эпителиальных клеток, факторов, связанных с реституцией, и антимикробных пептидов [77]. Увеличивая разнообразие бактерий и снижая абсолютное число патогенных бактерий, таких как Enterobacteriaceae и E. coli, ESM играет важную роль в ограничении дисбиоза. В то же время сообщалось, что ESM регулирует экспансию Th17-клеток путем подавления роста сегментированных нитевидных бактерий. Добавка ESM в рацион мышей с высоким содержанием жиров также снижала уровень триглицеридов плазмы и общего холестерина в печени за счет изменения экспрессии генов липидного обмена и состава микробиоты кишечника [82].
Гидролизат ESM также эффективно подавлял секрецию про-воспалительного цитокина IL-8 in vitro и облегчал признаки колита, вызванного сульфатом декстрана натрия, in vivo. Исследования показали, что ESM может снимать воспаление в мышиной модели колита через IL-6-опосредованный путь и способствует апоптозу Т-клеток для восстановления иммунного гомеостаза в кишечнике [83].


Figure 4
3.4. ESM for Anti-Inflammatory and Antioxidant Activity


Противовоспалительное действие ESM также изучалось в ряде исследований. После обработки криоизмельчением и гомогенизации до частиц субмикронных размеров порошок ESM проявлял некоторую противовоспалительную активность, при этом усиливалась его антимикробная активность в отношении патогенных микроорганизмов, связанных с кожей [84]. Водный экстракт ESM также может влиять на сигнальные события в ответах на Т-клеточный митоген фито-гемагглютинин и митоген кочерыжки. Это влияние может быть опосредовано снижением уровня про-воспалительного цитокина TNF-α, что позволяет говорить о применении ESM в качестве противовоспалительного средства [85]. Vuong et al. также подтвердили, что как переработанная энергия ESM, так и растворимые фракции, полученные из EMS, демонстрируют противовоспалительные и иммуномодулирующие свойства в моноцитах и макрофагоподобных клетках человека, подвергшихся воздействию липополисахарида, через вмешательство в NF-κB [86]. Yoo et al. обработали ESM уксусной кислотой и разделили гидролизат на фракции с различной молекулярной массой. Было обнаружено, что гидролизат ESM в целом и фракции с молекулярной массой более 10 кДа обладают определенной анти-липополисахаридной и анти-IFN-γ-индуцированной воспалительной активностью, а также выдающимся эффектом в подавлении воспаления кожи [87]. Овокаликсин-36 - белок из ESM, обладающий иммуномодулирующим действием. In vivo пептиды, полученные из овокаликсина-36, более эффективно снижают симптомы воспаления, вызванного LPS, и подавляют локальную продукцию про-воспалительных медиаторов в тонком кишечнике [42]. Таким образом, гидролизаты ESM являются перспективными в качестве перорального противовоспалительного средства.
Кроме того, гидролизаты ESM, приготовленные с использованием различных щелочных протеаз, проявляли отличную радикал-поглощающую активность и защищали эпителиальные клетки кишечника от окислительного стресса, индуцированного H2O2 [68]. Гидролизаты ESM, приготовленные комбинацией алькалазы и протеазы S, подавляли образование малондиальдегида и карбонила белка, вызванное H2O2. Кроме того, они повышали активность антиоксидантных ферментов и синтез глутатиона против окислительного повреждения в клетках Caco-2 [88]. После ферментации с использованием Bacillus altitudinis, молочнокислых бактерий или других бактерий гидролизаты ESM проявляли антиоксидантную и антигипертензивную активность, предотвращая окислительный стресс in vitro [89,90]. Дальнейшие исследования показали, что степень гидролиза гидролизатов ESM имеет выраженную положительную корреляцию с их антиоксидантной активностью [91].
3.5. ESM for the Control of Bacteria


После модификации неорганическими соединениями функционализированные ESM проявляют высокоэффективную антибактериальную активность. Например, медь-содержащие нанокомпозиты биоактивного стекла/яичной скорлупы были способны поддерживать устойчивое высвобождение ионов Cu2+ и проявляли выраженную антибактериальную активность [79]. Различные исследования показали, что ESM с рядом наночастиц серебра (AgNPs) обладают лучшими антибактериальными свойствами, что позволяет предположить, что композиты AgNPs/ESM могут быть потенциальными кандидатами в антимикробные продукты для различных терапевтических применений [80,92]. Preda et al. продемонстрировали, что функционализированные ESM в сочетании с оксидами металлов CuO-ZnO проявляет мощную антибактериальную активность против кишечной палочки при облучении видимым светом за счет аксиального p-n-перехода [93]. Наконец, было показано, что сочетание ESM и хитозана в пленках для перевязки ран значительно усиливает их антибактериальную активность [94].
3.6. ESM for Biomineralization


Биоминерализация - это процесс, в ходе которого специализированные клетки выделяют и доставляют неорганические ионы в ограниченные пространства органических матриц или каркасов. Кальциевая биоминерализация необходима человеку для формирования отоконии, которая необходима для восприятия линейного ускорения и воздействия силы тяжести. ESM может применяться в качестве биоминерализационного заменителя нанокристаллов CaCO3 [95], причем на процесс биоминерализации влияют белки внеклеточного матрикса (ECM) из ESM. С мембранными волокнами связано 46 белков, большинство из которых являются кандидатами на регуляцию биоминерализации кальцита [26]. Коллаген типа X, являющийся основным компонентом неминерализованной ESM, играет неоднозначную роль в процессе биоминерализации. Одни ученые считают, что коллаген X типа подавляет клеточную минерализацию и ограничивает отложение минералов [19], другие - что он способствует регуляции кальцификации [96].
В последнее время все больше исследований посвящено модификации ESM для использования в качестве биоткани для роста кристаллов или модели биоминерализации. Например, ESM оказался подходящим биопланшетом, позволяющим кристаллам гидроксиапатита формировать цветоподобные агломераты [97]. ESM также может влиять на тип полиморфа CaCO3 на начальных этапах процесса восстановления раковины сухопутной улитки Helix aspersa после травмы [98]. После обработки триметафосфатом натрия фосфатные группы внедряются на поверхность коллагена I типа и усиливают минерализацию ESM за счет образования кристаллов фосфата кальция [99]. Кроме того, было показано, что поликарбоксилированный ESM содержит больше поверхностных мест нуклеации для минерализации CaCO3 [100].
3.7. ESM for Immobilisation


ESM не растворяется в воде, но проницаем для воды и воздуха, что делает возможным его применение в качестве биоматериала для иммобилизации. ESM зарекомендовали себя как эффективные материалы для разработки новых биосенсоров. Ряд исследователей показали эффективность использования ESM в качестве поддерживающей матрицы для иммобилизации таких ферментов, как уреаза, D-аминооксидаза, каталаза, мирозиназа, тирозиназа и глюкозооксидаза [101]. ESM, обработанный полиэтиленимином, приобрел поликатионные свойства, которые были использованы для иммобилизации уреазы при разработке потенциометрического биосенсора мочевины [102]. На основе наночастиц золота, осажденных на трехмерный пористый карбонизированный ESM, также был разработан амперометрический биосенсор на основе пероксидазы хрена, который оказался замечательным для определения H2O2 как по точности, так и по чувствительности [103]. На основе флуоресцентно-резонансного переноса энергии был разработан мощный флуоресцентный биосенсор на основе акрифлавина, иммобилизованного на ESM, для эффективного обнаружения Судана I-IV, обладающий рядом преимуществ, таких как редкие ограничения на обнаружение, высокая чувствительность и селективность, а также отличная стабильность [103].
3.8. ESM for Tissue Engineering


ESM широко используется в качестве недорогого и биоразлагаемого природного материала в тканевой инженерии. На его основе были разработаны различные типы каркасов для тканевой инженерии нервов, улучшающие их регенерацию [104,105]. Слоистые конструкции из гидрогелей на основе поли(этиленгликоля) и ESM, сшитых глутаральдегидом, показали гетерогенную структуру и механические свойства, сравнимые со створками сердечного клапана, что делает их потенциальными кандидатами на замену искусственных сердечных клапанов [106]. Порошок ESM (размер менее 100 µ), добавленный в коллагеновый каркас для трехмерной тканевой инженерии, улучшил механические свойства и способствовал клеточной адгезии и росту в процессе регенерации клеток [23]. Сосудистый трансплантат из ESM/термопластичного полиуретана с волнистой структурой способствовал пролиферации эндотелиальных клеток, имитируя поверхность интимы сосуда и воспроизводя механическое поведение естественных кровеносных сосудов [107].


Figure 5
3.9. ESM for Food Packaging


Съедобные пленки являются безопасными и экологически чистыми упаковочными материалами, защищающими продукты питания от воздействия кислорода, углекислого газа, липидов, аромата, вкуса и влаги [108]. ESM как побочный продукт пищевой промышленности содержит большое количество белков, которые имеют огромный потенциал для использования в пищевой упаковке. Желатин, полученный из ESM, был использован для получения съедобных пленок с хитозаном. Добавление ESM в съедобные пленки показало, что он может быть отличным материалом для улучшения механических и барьерных свойств пленок [109]. Было доказано, что SEP взаимодействует с изолятом соевого белка за счет водородных связей. Композитная пленка на основе белка, содержащая SEP, изолят соевого белка и эвгенол, продемонстрировала удовлетворительные механические, барьерные, водостойкие и гидрофобные свойства [110].
3.10. ESM for Biosorbent Activities


Благодаря возможности химической модификации ESM является также прекрасным биосорбентом и используется для поглощения различных неорганических веществ [111,112], красителей [113-117] и других веществ в водном растворе.

Области применения ESM и соответствующие методы их получения приведены в табл. 2. Table 2 Applications of ESM and its corresponding preparation methods.
4. Safety Evaluation of Eggshell Membrane


Безопасность ESM как нового диетического ингредиента была оценена в ряде исследований in vitro и in vivo. Продукты, полученные на основе ESM, не оказывают цитотоксического действия в дозе 100 µг при анализе жизнеспособности клеток человека после инкубации в течение 20 ч. ESM не оказывает генотоксического действия при оценке мутагенности с использованием гистидин-зависимых Salmonella typhimurium и триптофан-зависимых Escherichia coli в дозе до 5000 µг/планшет. В исследованиях на животных ESM не проявлял признаков острой токсичности после однократного перорального приема в дозе до 2000 мг/кг массы тела. После многократного приема дозы до 2000 мг/кг массы тела в сутки в течение 90 дней ESM не вызывал признаков токсичности по результатам анализа мочи, гематологических, клинико-химических и гистопатологических исследований [129]. Профиль безопасности ESM повышает его потенциал как кандидата для различных применений в медицине и пищевой промышленности.
5. Future Perspective


В дополнение к представленным ранее областям применения ESM предлагает еще больше возможных вариантов использования в сочетании с яичной скорлупой или без нее. К числу наиболее перспективных можно отнести использование ESM в электрических устройствах. В настоящее время ESM исследуется для создания аккумуляторов в качестве альтернативы литий-ионным. Карбонизированные платформы на основе ESM используются для накопления энергии. Конденсаторы - электрические компоненты, которые быстро заряжаются и разряжаются, - пользуются большим спросом в связи с ростом использования портативных устройств. В исследованиях изучалось использование карбонизированного ESM для изготовления конденсаторов вместо углеродных материалов и проводящих полимеров. ESM также подходит для производства солнечных батарей, полупроводников и топливных элементов [130].