Медицина и полимеры

Медицина и полимерыВыполнил ВыскваркоДенис Ученик 11 В классаШколы 69Санкт Петербург 2001Медицинские полимеры Развитиеметодов синтеза и модификации медицинских полимеров и сополимеров, взаимопроникновение идей и методовхимии, биологии и медицины позволяют перейти к решению важнейших задачтеоретической и практической медицины, осуществлению самых дерзновенных идейчеловечества. В настоящее время широким фронтом ведутсяработы по синтезу физиологически активных полимерных лекарственных веществ,полусинтетических гормонов и ферментов, синтетических генов.

Большие успехи достигнутыв создании сополимерных заменителей плазмы человеческой крови. Сейчас уже нередкость, когда человеку в случае необходимости восполняют до 30 кровирастворами медицинских сополимеров. Синтезированы и с хорошими результатамиприменяются в клинической практике эквиваленты различных тканей и органовчеловека костей, суставов, зубов.Созданы протезы кровеносных сосудов,искусственные клапаны и желудочки сердца.

Синтез полупроницаемых полимерныхмембран и умелое использование разнообразных свойств сополимерных материаловпривели к созданию аппаратов искусственное сердце-легкое и искусственнаяпочка . Они позволяют временно заменить соответствующие органы человека, вчастности проводить сложные хирургические операции на сердце и легких.Медицинскиеполимеры и сополимеры используются для культивирования клеток и тканей,хранения и консервации крови, кроветворной ткани костного мозга, консервациикожи и многих других органов.

В терапии широко используются сополимеры ионообменники ионообменные смолы для удаления из организма щелочных металлов,радиоактивных элементов, для введения в организм дополнительных количествнеобходимых ионов металлов.Изучается возможность применения ионообменников длякоррекции электролитного и кислотно-щелочного равновесия биологических сред присердечной, печеночной и почечной недостаточности. На основе синтетическихсополимеров создаются противовирусные вещества, пролонгаторы важнейшихлекарственных средств, противораковые препараторы.Использованиемедицинских полимеров для изготовления хирургических инструментов иоборудования шприцы и системы для переливания крови разового использования,бактерицидные пленки, нити, клетки коренным образом изменило иусовершенствовало технику медицинского обслуживания.Синтезмедицинских полимеров может осуществляться по двум механизмам, лежащим в основеполучения синтетических макромолекул полконденсации и полимеризации.

Синтез полимеров методом поликонденсации Синтез полиэфирных смол. Полиэфирные смолыполучаются в результате реакции поликонденсации дикарбоновых кислот имногоатомных спиртов.

Широкое применение в различных областях техники имедицины нашел полиэтилентерефталат. Эти волокна являются основой дляизготовления протезов кровеносных сосудов.Современные протезы кровеносныхсосудов получаю на текстильных производствах в виде гофрированных трубокразличного диаметра.

Важнейшей характеристикой протезов кровеносных сосудовявляется пористость порозность боковой стенки сосуда. Наличие небольшихотверстий в этой стенке позволяет естественным тканям кровеносных сосудовпрорастать в них, обеспечивая тем самым вживление и функционирование протеза.Биологическая пористость оценивается количеством крови, проходящей черезединицу боковой поверхности протеза за минуту.Протезы из полиэфирных волоконвот уже более 20 лет с успехом используются для замены пораженных участковсосудистой системы.Синтезсиликоновых каучуков полисилоксанов .Синтез полисилоксанов осуществляется врезультате последовательных реакций поликонденсации низкомолекулярныхкремнийорганических многоатомных спиртов.Внастоящее время синтезируют новые, более совершенные марки полисилоксанов.Среди них необходимо отметить трифторпропиленметилполисилоксан.

Этот полимеробладает максимальной совместимостью с кровью и в меньшей степени, чем другиеполимеры, вызывает образование тромбов.

Полисилоксаны и силиконовые резины наих основе широко используются для создания медицинских изделий, контактирующихс кровью элементов искусственных клапанов сердца, мембраны искусственныхклапанов сердца, частей аппаратов искусственного кровообращения и искусственнойпочки.Жидкиекремнийорганиче ские полимеры силиконовые масла обладают еще однимчрезвычайно перспективным для использования в медицине свойством.Силиконовыемасла, так же как и некоторые фторсодержащие олигомеры и полимеры, способнырастворять и удерживать до 20 кислорода.

Это свойство легло в основу ихиспользования в качестве новых перспективных плазмозаменителей и дыхательных жидкостей . Возможно, вбудущем плазмозаменителей можно будет использовать аппаратах искусственного кровообращения.Всебольшее применение в качестве медицинских полимеров находят полиэфируретаны.Они обладают удовлетворительной тромборезистентностью и применяются дляизготовления различных медицинских изделий, контактирующих с кровью в течениинебольшого времени.Основнымнедостатком синтеза медицинских полимеров методами поликонденсации являетсяобразование побочных продуктов и невозможность полного превращения исходныхнизкомолекулярных соединений в высокомолекулярные.

Необходимо отметить, что всеисходные низкомолекулярные соединения являются токсичными веществами, поэтомуполучение медицинских марок полимеров требует специальных условий проведенияпроцессов и дополнительной очистки конечных продуктов.Синтез полимеров методом полимеризации.

Вотличие от поликонденсации при полимеризации получаются макромолекулярныесоединения из низкомолекулярных без образования побочных продуктов ипрактически при полном превращении мономеров в полимеры. Совершенствованиепроцессов полимеризации дает возможность отделять не прореагировавшие мономерына стадии получения полимеров и таким образом добиваться высокой чистотысинтезируемых продуктов.Синтезмедицинских сополимеров необходимо проводить таким образом, чтобы количество непрореагировавших мономеров было минимальным.

Не прореагировавший мономер, дажеесли он находится внутри полимерного материала или изделия, например протеза, стечением времени мигрирует наружу и действует на организм как токсичноесоединение.Синтетическиесополим еры позволяют изучать и моделировать фармакологические свойствабиологических сополимеров, которые в настоящее время широко используютсядля лечения ряда заболевания. Например, гормон инсулин белок, состоящий из двух полипептидных цепей, содержащих 21 и 30 аминокислотныхостатков уже около60 лет используется для лечения сахарного диабета, ферментрибонуклеаза для ограничения развития некоторых опухолей и лечениязаболеваний бронхов и легких, фермент холинэстераза для устранениятравматического шока. Для лечения различных сердечно сосудистых заболеванийиспользуются трипсин лечение тромбофлебитов , кокарбоксилаза для расширениясосудов больных атеросклерозом . Широко применяются в медицине белки альбумин иглобулины и нуклеиновые кислоты ДНК, РНК.Благодаряуспехам химии полимеров был осуществлен синтез искусственного инсулина.Синтетический инсулин не содержит примесей, имеющихся в ощутимых количествах вобычном инсулине, который получают из биологического сырья.

Поэтомуэффективность синтетического инсулина намного выше эффективности биологическогоинсулина самой высокой степе очистки.

Некоторыесинтетические сополимеры являются активными итерфероногенами, т. е. При ихвведении в организм человека происходит образование белка интерферона группанизкомолекулярных белков .Интерферон подавляет размножение различных вирусов вклетках, защищает клетки от бактерий и внутриклеточных паразитов, относящихся ктипу простейших.

Интерферон способен отличать нуклеиновые кислоты вируса отнуклеиновые кислот клетки. По своей активности интерферон намного превосходитвсе известные антибиотики. Методомсополимеризации можно получить макромолекулы различной.Это очень важноеобстоятельство, так как значение молекулярной массы имеет решающее значение,например, для синтеза плазмозаменителей.Изучениеплазмозамените лей показало, что они не только действуют как заменители плазмыкрови, но и проявляют физиологическую активность, способствуя быстромусвязыванию и выведению из организма токсинов микроорганизмов и токсичныхпродуктов обмена веществ, т. е. Обладают дезинтоксикационным действием.

Синтетические сополимеры широкоиспользуются для введения в организм в качестве дезинтоксикационных средств.Большоезначение для медицины имеют сополимеры, содержащие в своей цепи ионообменныегруппировки ионообменные смолы.

Ионообменные смолы широко применяются длявосстановления кислотно-щелочного баланса организма . В настоящее время естьданные о положительных результатах использования ионообменных смол для лечениясердечно сосудистых и желудочно кишечных заболеваний, печеночной и почечнойнедостаточности, сахарного диабета. Литература Химияи медицина. К. А. Макаров.