мфтв васнецова. Учебник для медицинских и фармацевтических вузов и медицинских специалистов
 Скачать 4.23 Mb.
|
|
Полимеры для хирургии других внутренних органов и тканей. Операции на легких, пищеводе, кишечнике, мочевыводящих путях и др., проводимые с применением полимерных материалов, многочисленны, однако наиболее широкое клиническое применение нашли клеящие композиции акриловых полимеров и, в частности, на основе эфиров цианакриловой кислоты (цианакрилата). Соединение тканей при различных хирургических операциях с помощью клея — значительный шаг в совершенствовании медицинских технологий, т.к. обеспечивает герметичность соединения, возможность резкого сокращения количества накладываемых швов и даже бесшовного соединения, ускорение операций и сокращение времени заживления ран. Большое количество операций на диафрагме, при лечении грыж, замещении дефектов тканей брюшной стенки, закрытии дефектов пищевода и др., осуществляется с применением сетчатых материалов из капронового волокна, полиэфирных волокон, волокон из полипропилена и фторлона. Имеются сообщения об успешном протезировании желчных протоков, мочеточников с помощью трубок из полиэтилена, пластифицированного поливинилхлорида, крем- нийорганических каучуков. Однако ряд исследователей отмечает, что применение протезов из указанных материалов дает лишь временный положительный эффект, т.к. в большинстве случаев наблюдается «инкрустация» протезов солями, приводящая к последующей их закупорке. Весьма актуальная проблема хирургии легких — восстановительные операции на трахеях, бронхах, а также операции, связанные с необходимостью заполнения послеоперационных полостей. Помимо клеев, при этих операциях могут широко использоваться вспененные и гелеобразные композиции на основе биоинертных и биосовместимых полимеров. Широко применяются полиорганосилоксаны (монолитные и вспененные) для пломбирования послеоперационных полостей, восстановления формы грудной железы и др. Полимеры, используемые в травматологии и ортопедии предназначены для создания различных изделий внешнего протезирования (протезов конечностей, ортопедических вкладок, туторов и др.) Широкое применение находят полиэтилен, поливинилхлорид, стеклопластики, жесткие и эластичные пенопласты, которые позволяют облегчить протезы, улучшить их функциональные, гигиенические свойства и внешний вид. Широкое развитие получили работы по созданию полимеров для внутреннего протезирования суставов, участков костей, сухожильных и мышечных связок. Имеется положительный опыт применения полиэтилена высокого и низкого давления, полиметилметакрилата и поликарбоната для изготовления протезов коленных и бедренных суставов. Установлена целесообразность использования комбинированных протезов, в которых наряду с металлическими деталями используют части из полиолефинов. Полимеры с низким коэффициентом трения можно наносить на поверхность металлических протезов суставов для улучшения их функциональных свойств. Для замены сухожилий и связок применяют лавсановые ленты. Закрытие дефектов черепа осуществляют с помощью пастообразных композиций на основе акриловых полимеров и сополимеров, отверж-дающихся без нагревания. Актуальная проблема травматологии — создание различных соединительных элементов (штифтов, скоб) из биосовместимых полимеров. Это позволит отказаться от операций по извлечению этих элементов после завершения регенерации костных тканей. Важной задачей является также разработка клеевых композиций, обеспечивающих высокую прочность склеивания костных тканей. Полимеры в офтальмологии используют для создания искусственных хрусталиков и радужной оболочки глаза (акриловые полимеры) и искусственного стекловидного тела (гелеобразные кремнийорганические композиции). Большой лечебный эффект при офтальмологических операциях достигается при применении ак- рилатных и цианакрилатных клеев. К полимерным материалам, применяемым в хирургии глаза, помимо общехирургических требований, предъявляются требования по прозрачности, смачиваемости поверхности слезной жидкостью, устойчивости к воздействию жидких сред конъюнктивы глаза и др. Кроме того, полимеры необходимы в устройствах для коррекции зрения — для изготовления оправ и линзах для очков, а также для изготовления контактных линз. Полимеры в стоматологии и челюстно-лицевом протезировании используют как в виде вспомогательных материалов, так и непосредственно для создания стоматологических протезов, изготовления искусственных зубов, ортодонтических аппаратов, челюстно- лицевых протезов и др. В нашей стране разрешены к применению стоматологические материалы, основу большинства из которых составляют полимеры и сополимеры акрилового ряда, полипропилена, поликарбоната, кремнийорганических каучуков и др.
В отечественной промышленности и за рубежом разработаны многочисленные аппараты, выполняющие роль отдельных органов или являющиеся средствами поддержания функционирования систем человеческого организма. К таким аппаратам относятся различные аппараты искусственного кровообращения (АИК), перитониального диализа (АИП), вживляемые стимуляторы сердца и др. органов и т.п. К полимерам, используемым в этих аппаратах, предъявляют такие же жесткие требования, что и к материалам, предназначенным для внутреннего протезирования. Полимерные мембраны, выполняющие в АИК и АИП роль основного функционального узла, должны обладать селективной пропускаемостью по отношению к компонентам крови, высокой эффективностью диализа, достаточной механической прочностью, оказывать наименьшее травмирующее действие на кровь.
Полимеры применяют в виде лекарственных средств или компонентов лекарственных форм и композиций. Основным потребительным свойством таких полимеров помимо общепринятых для лекарственных средств является их растворимость (рассасываемость) в воде, водно-солевых или в биологических (желудочный и кишечный соки, лимфа, плазма) средах. Перевод лекарственных соединений в полимерное состояние позволяет на более длительное время задержать лекарство в организме, т.е. пролонгировать его действие; селективно направить в определенные органы или ткани; получить такие лекарственные формы веществ, в которых ранее они не могли применяться, например, нерастворимые вещества перевести в растворимые или наоборот; инъекционные препараты превратить в пероральные, а применявшиеся в виде порошков или таблеток — в инъекционные. В ряде случаев биологическое действие (сохранение или повышение кровяного давления, дезинтоксикация, интерфероногенное, противовирусное, антикоагуляционное действие) проявляется синтетической макромолекулой, в структуру которой не введено никаких низкомолекулярных фармакологических веществ. Явно выраженным терапевтическим действием обладают, например, поливинилпирро- лидон, карбоксилатные сополимеры, сульфовинол, сульфодекстран, N-оксид поливинилпиридина. Наиболее широко применяют водорастворимые высокомолекулярные вещества в качестве крове- или плазмозаменителей. Полимер, используемый в качестве лекарства, например плаз- мозаменителя или терапевтического препарата, остается в организме более или менее продолжительное время и в конце концов должен выводиться в неизменном или деструктированном виде. Полимеры с Мол. массой до 12 ООО выводятся практически целиком за несколько часов. 22.4.1. Потребительные свойства крове- и плазмозаменителей Введенные в кровяное русло кровезамещающие жидкости (водные растворы высокомолекулярных веществ) должны временно выполнять роль крови как своеобразного «жидкого органа». Отсюда вытекают особые требования к полимерам-кровезаменителям. Они должны:
Основные функции кровезаменителей:
делят на три главные группы: 1) противошоковые; 2) дезинтоксика- ционные и 3) препараты парентерального питания. Соответственно различаются и некоторые требования к полимерным веществам. В качестве препаратов противошокового действия можно использовать полимеры с достаточно высокой Мол. м. (оптимально 30 000—60 000), что обеспечивает длительное пребывание полимера в организме для восстановления гемодинамики. Дезинтоксикаторы эффективны при сравнительно низкой Мол. массе (10 000—20 000), т. к. они должны быстро выводиться из организма, унося токсичные вещества. Для препаратов третьей группы этот показатель не регламентируется, т. к. они в организме расщепляются и ассимилируются (усваиваются). Кровезаменители противошокового действия. Наиболее широко используют для получения таких кровезаменителей плазму натив- ной крови, декстран, поливинил пиррол идон и желатину. Из них готовятся следующие препараты: полиглюкин — 6%-ный солевой раствор продукта частичного гидролиза соляной кислотой натив- ного декстрана, синтезируемого определенным штаммом бактерий (наиболее эффективна фракция с Мол. м. 55 000—15 000); гемови- нил — 3,5%-ный солевой раствор фракции поливинилпирролидона с Мол. м. 30 000—40 000; желатиноль — 8%-ный раствор частично гидролизованной желатины, в его состав входят различные полипептиды с Мол. м. от 5000 и выше; раствор БК-8— получают из гетерогенных белков, специально обработанных с целью лишения их антигенных свойств; за рубежом широко применяют препарат гемацел, получаемый путем гидролиза и последующего ресинтеза пептидных цепей желатины (Мол. м. ок. 35 000). Кровезаменители для дезинтоксикации. Дезинтоксикационный эффект, или свойство растворов полимеров выводить из организма токсины бактериального и иного происхождения, обусловливается способностью макромолекул сорбировать или связывать в комплексы вещества различной природы. Наиболее эффективными препаратами являются: гемодез — 6%-ный раствор низкомолекулярного поливинилпирролидона с Мол. м. 12 000—27 000 (до 80% препарата выводится почками в течение первых 4 ч); поливиниловый спирт с Мол. м. 10 ООО; реополиглюкин — низкомолекулярные фракции гидролизата декстрана с Мол. массой около 35 ООО. Все кровезаменители готовят на физиологическом растворе с доведением рН до 5—7. В качестве других компонентов кровезаменителей, приближающих их по свойствам к крови (достижение изо- тоничности и изоионичности) и обуславливающих дополнительный лечебный эффект, применяют глюкозу, лактат натрия, соли Na, К, Са, Mg и др. В экспериментах на животных и в клиниках в качестве кровезаменителей испытывается ряд других препаратов на основе синтетических и природных полимеров: перфторана на основе фторогани- ческого соединения перфтордекалина, разрешенного к применению в России (регистрационный № 95/50/10) и на Украине (Р. 06.99/ 00716 от 25.06.99) в качестве кровезаменителя с газотранспортной функией; гидроксиэтилкрахмал — 6%-ный раствор частично гидро- лизованного и обработанного оксида этилена крахмала (по терапевтическому действию и побочным реакциям этот препарат близок декстрану); метилцеллюлоза — 2%-ный солевой раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы с Мол. м. 30 000—70 000; сополимеры оксида этилена с оксидом пропилена; растворы левана (биосинтетический препарат полифруктозы), гуммиарабика (Мол. м. 2000), пектинов (Мол. м. 4000—6000), фракций гидропекгина яблок, ами- лопектина, и др. Кровезаменители для парентерального питания представляют собой продукты полного или частичного расщепления белков. 22.4.2. Потребительные свойства лекарственных веществ на основе высокомолекулярных соединений Как уже отмечалось, биологической активностью, свойствами терапевтически действующих препаратов обладает и ряд полимеров, в структуре которых нет специально введенных лекарственных соединений. К таким полимерам можно отнести описанные выше плазмозаменители, поскольку они также осуществляют лечебные функции (лечение шока, ожоговой болезни и др.). Сульфированный поливиниловый спирт может быть использован как антикоагулянт крови — заменитель гепарина. В качестве препаратов, нейтрализующих антикоагуляционное действие гепарина, используют полимерные четвертичные соли. Широкое практическое применение нашел препарат «полибрен» — продукт взаимодействия тетраметилгексаметилендиамина с триметилендибромидом. Известно применение поли-м-оксида винилпиридина для лечения силикозов. Имеются сведения о синтезе длительно действующих полимерных веществ, обладающих защитным действием при облучении. Полимеры и сополимеры с кислотными функциональными группами эффективны в борьбе с вирусными заболеваниями. В этом случае действие полимеров заключается как в стимулировании выработки в организме особого защитного вещества белковой природы — интерферона, так и в непосредственной инактивации вирусов. В качестве таких противовирусных и интерфероногенных препаратов испытываются полимеры и сополимеры ненасыщенных карбоновых и сульфоновых кислот, малеинового ангидрида и др. Наибольшей интерфероногенной активностью обладают специфичные комплексы природных полимеров — полинуклеоти- дов (полигуаниловой, полицитидиловой кислот и др.), получение которых возможно путем ферментативного и химических синтезов или их комбинацией. Широкие возможности модификации известных и получения новых лекарственных соединений представляют методы присоединения к полимерам действующих веществ с помощью химических связей, а также полимеризация или поликонденсация соответствующих производных. При этом получаются фармакологически или биологически активные препараты, специфика действия которых определяется макромолекулярной природой вещества: молекулярной массой, конформацией, прочностью связей в основной полимерной цепи или в боковых активных группах по отношению к гидролитическому или ферментативному расщеплению. Для синтеза полимерных лекарственных препаратов методом полимераналогичных превращений можно использовать практически любые водорастворимые полимеры с функциональными группами (альдегидными, кислотными, аминными и т.п.), например карбоцепные поликислоты (метакриловую, акриловую), сополимеры винил пиррол идона или винилового спирта, окисленные или модифицированные иным образом декстраны, крахмал, целлюлозу и т.д. Широко применяют в качестве лекарственных веществ, присоединяемых к полимерам, антибиотики, гормоны, ферменты, сали- цилаты, анестетики, алкалоиды, противотуберкулезные и противоопухолевые препараты, витамины и др. 22.4.3. Потребительные свойства пролонгаторов действия лекарственных средств Действие ряда лекарственных средств можно продлить, если их вводить в растворе вместе с полимерами. В качестве таких растворов используют кровезаменители (полиглюкин, поливинилпирро- лидон, поливиниловый спирт и др.). Чем выше Мол. м. полимера и его концентрация, тем дольше действие таких препаратов. При этом улучшается растворимость и снижаются токсичность и побочные действия лекарственных веществ. Эффект пролонгации и уменьшение токсичности обусловлены тем, что лекарственные вещества более или менее прочно связываются с полимерами, затрудняется диффузия лекарства из места введения. Большие молекулы (Мол. м. более 50 ООО) с трудом или вовсе не проходят через биологические барьеры и дольше находятся в крови, лимфе или межклеточной жидкости. По-видимому, постепенно отщепляясь и достигая соответствующего рецептора, лекарственное вещество проявляет свое действие. Применение пролонгированных лекарственных препаратов позволяет уменьшить число приемов или инъекций; увеличить вводимые дозы без увеличения токсичности и в то же время уменьшить общее количество используемого лекарственного средства; уменьшить или устранить колебания концентрации активного вещества, неизбежные при периодических приемах обычных препаратов. В смеси с полимерами более длительным действием обладают, например, антибиотики, инсулин, новокаин и др. Некоторые из препаратов такого типа уже используются в практике, другие проходят проверку на животных и в клинике. Пролонгирующее действие полимеров может быть усилено, если использовать полимеры, имеющие функциональные группы; в этом случае могут образовываться более прочные соединения типа комплексов или солей. Для их получения используют поливинилпир- ролидон, крахмал, декстран, поливиниловый спирт, полиэтилен- гликоль и сополимеры. Наиболее известны комплексы полимеров с йодом, которые обладают высокой бактерицидной активностью. Их применяют как в виде водных растворов, так и в виде гелей, пленок, нитей. Препарат иодинол — 1%-ный водный раствор йодного комплекса поливинилового спирта — нашел широкое применение в медицине и ветеринарии. В качестве антисептиков предложены йодные комплексы поливинилпирролидона. Описано применение комплексов железа и декстрана (для лечения анемии), кобальта и декстрана, производных полиэтиленоксида и различных лекарственных препаратов. 22.4.4. Потребительные свойства вспомогательных веществ для создания различных лекарственных форм Все более важное значение синтетические полимеры приобретают в создании новых лекарственных форм уже известных терапевтических средств и в качестве заменителей восков, жиров и масел. Полимеры используют как безжировые основы nacm, мазей и пластырей, а также для стабилизации растворов, эмульсий, суспензий. Требования к полимерам в отношении их физиологической активности в этих случаях менее специфичны, поскольку практически все большие полимерные молекулы не проникают через кожные покровы и клеточные мембраны. Основными из применяемых для этих целей полимеров являются полиэтиленоксид, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, ряд производных целлюлозы, гомо- и сополимеры акриламида, винилпирролидона, винилового спирта, этиленоксвда и др. |