"Разумныя" палімеры

Людзі заўсёды марылі навучыцца вырабляць штучныя органы, якія можна было б выкарыстоўваць замест пашкоджаных. Але любыя ўжыўлялі ў чалавечы арганізм тэхнічныя прыборы не могуць параўнацца па эфектыўнасці з жывымі органамі, так як у адрозненне ад іх штучныя органы функцыянуюць толькі па пэўнай праграме, закладзенай чалавекам.

Аднак, гэта было толькі да таго моманту, пакуль не былі сінтэзаваны так званыя «разумныя» палімеры. Асаблівасць такіх палімераў заключаецца ў тым, што яны, па аналогіі з жывой матэрыяй, здольныя самастойна ўспрымаць інфармацыю з навакольнага асяроддзя і змяняцца ў адпаведнасці з гэтай інфармацыяй.

У Расіі на аснове такіх сінтэтычных палімераў былі зроблены некаторыя цікавыя распрацоўкі. Пра перспектывы іх прымянення для вырашэння некаторых медыцынскіх задач нам распавёў галоўны навуковы супрацоўнік лабараторыі полиэлектролитов і хіміі медыка-біялагічных палімераў Інстытута нафтахімічнага сінтэзу (ИНХС) ім. А.В. Топчиева РАН (Масква), доктар хімічных навук, прафесар Леў Іванавіч Валуеў.

Мілена Сігаева / "Здароўе-інфо»

Палімерныя гідрагелі на аснове «разумных» палімераў - гэта кіпрыя, добра брыняе, але не якія раствараюцца ў вадзе матэрыялы, якія пры змене знешніх умоў, напрыклад, тэмпературы, кіслотнасці навакольнага асяроддзя ці яе хімічнага складу, здольныя змяняць ступені набракання ў вадзе або нават пераходзіць у растваральнае стан.

Упершыню сінтэтычныя палімеры былі ўжытыя ў медыцыне яшчэ ў 60-х гадах мінулага стагоддзя, калі гідрагелі на аснове полигидроксиэтилметакрилата былі выкарыстаныя для стварэння мяккіх кантактных лінзаў.

Калі такі гідрагель папярэдне насыціць лекавым рэчывам, то пры змене знешніх умоў гідрагель часткова зруйнуецца, лекавае рэчыва лёгка вызваліцца і пачне дзейнічаць. Хімікі і медыкі працуюць над тым, каб вызначыць умовы, пры якіх гідрагель будзе мяняць свае ўласцівасці ў той ці іншы бок.

Пакрыцця на раны і апёкі

Адной з распрацовак расійскіх навукоўцаў з ИНХС стала стварэнне пакрыцця на раны і апёкі з рэгуляванай хуткасцю выдзялення лекі ў вобласць раны.

Вядома, што пры інфекцыі ў зоне запалення павышаецца кіслотнасць асяроддзя.Распрацаваны расійскімі навукоўцамі палімерны нерастваральны гідрагель пры нармальным pH крыві (pH 7,4) здольны ўтрымліваць у сабе антыбіётыкі. Пры падкісленай асяроддзя, што мае месца пры запаленні, «вочкі» геля, дзякуючы спецыяльна закладзенаму пры яго стварэнні ўласцівасці, пашыраюцца і лекі паступае ў рану. Як толькі запаленне праходзіць, pH становіцца нейтральным і паступленне лекаў таксама спыняецца.

Гэты прынцып ляжыць у аснове працы шматлікіх противоожоговых, антымікробных геляў, якія ўжываюцца для лячэння трафічных язваў і гнойных запаленняў, а таксама пасляаперацыйных траўмаў. Гелем цалкам апрацоўваюць паверхню раны, дзе ён забяспечвае дрэнаж раны і гарантуе пастаяннае паступленне лекавых прэпаратаў. Пасля заканчэння лячэння гель можна лёгка выдаліць простым прамываннем вадой без пашкоджання новай расце тканіны.

Папярэднія выпрабаванні геля былі праведзены на 30 хворых ва ўзросце ад 25 да 50 гадоў з гранулирующими ранамі мяккіх тканін. Адной групе пацыентаў раны апрацоўвалі гелем з выкарыстаннем йодовидона і анилокаина. Іншую групу пацыентаў лячылі алеем абляпіхі з папярэдняй апрацоўкай раны антысептыкамі.Пры выкарыстанні геля з лекавымі рэчывамі абязбольвальнае дзеянне надыходзіла праз 10-15 хвілін і працягвалася ад 8 да 24 гадзін у залежнасці ад узроўню болевага сіндрому. Практычна поўнае знікненне ацёку скурных пакроваў ў пацыентаў з першай групы наступіла на трэція суткі, тады як у якія карысталіся облепіховым маслам - на 5-6 суткі. Праведзены навукоўцамі эксперымент цалкам даказаў здольнасць палімернага геля з лекавым рэчывам паскараць працэсы гаення ран.

Дастаўка лекаў у праблемныя месцы

Яшчэ адным якасцю, якім валодаюць палімерныя гідрагелі, з'яўляецца рэакцыя на змену тэмпературы. Каб прымусіць гель змяніць свой стан, можна ўздзейнічаць на яго адмысловымі хвалевымі награвальнікамі, ці ж дачакацца павышэння тэмпературы ў выніку натуральнай рэакцыі арганізма на любое лакальнае запаленне.

Яшчэ больш за 40 гадоў таму нямецкі хімік Хельмут Рингсдорф з Інстытута Арганічнай Химиии горада Майнц прыдумаў сваю асаблівую сістэму дастаўкі лекавых рэчываў у арганізм. Сістэма складалася вадараспушчальнага з палімера-носьбіта,да якога асаблівым спосабам далучалі лекавае рэчыва і малекулу-вектар, здольную ўзаемадзейнічаць з пэўнымі рэцэптарамі на паверхні клеткі-мішэні. Апынуўшыся ўнутры чалавечага цела, малекула-вектар «пазнавала» рэцэптар і, узаемадзейнічаючы з ім, дастаўляла ў гэтае месца, звязанае з ім праз палімерную ланцуг лекі.

Група расійскіх навукоўцаў з Інстытута нафтахімічнага сінтэзу ім. А.В. Топчиева РАН, якую ўзначальвае акадэмікам Мікалаем Альфрэдавіч Платэ, у рамках праграмы Прэзідыума Расійскай акадэміі навук «Фундаментальныя навукі - медыцыне» стварыла палімер, выпадальны у асадак пры павышэнні тэмпературы больш за 37 градусаў. Навукоўцы звязалі гэты палімер з лекавым рэчывам, здольным раствараць згусткі крыві, дзякуючы чаму гель стаў выступаць у ролі антитромботического сродкі.

Выпрабаванні праходзілі на мадэлі чалавека - помпа імітаваў працу сэрца, а сазлучаныя пасудзіны выступалі ў якасці здзіўленых трамбозам органаў. Пры тэмпературы мадэлі 36 градусаў у крывацёк ўводзілі ферменты, раствараюць згусткі. Час іх растварэння было каля 15 гадзін.Пасля гэтага адзін посуд, які імітуе уражаны трамбозам орган, награвалі да 38 градусаў і таксама ўвялі ферменты. Вынік быў аднолькавы - у абодвух органах (як летніх, так і няма) згустак раствараўся прыблізна за адно і тое ж час.

Далей у мадэль чалавека быў уведзены фермент, звязаны з палімераў, выпадальным ў асадак пры тэмпературы вышэй 37 градусаў. Адзін «орган» нагрэлі да 38 градусаў, а другі заставаўся пры тэмпературы 36 градусаў. У выніку, у нагреваемой часткі згустак крыві хутка растварыўся, а ў іншы застаўся без змены. Усе лекавае рэчыва, звязанае з палімераў, сабралася ў нагреваемой часткі. Палімер даказаў сваю эфектыўнасць - ён даставіў ўвесь лекавы раствор ў кропку запалення. Як адзначаюць спецыялісты, у хатніх умовах выкарыстоўваць палімер для дастаўкі лекаў будзе немагчыма, так як лекі разам з палімераў павінна быць уведзена ў крывацёк, аднак у любым медыцынскім установе гэта зрабіць цалкам рэальна.

Важнасць такога транспортера лекаў становіцца відавочнай, калі ўлічыць тое, што звычайна каля 90% лекі расходуецца дарма, не дайшоўшы да агменю паразы.Пры гэтым многія злучэння таксічныя для навакольных тканін.

На жаль, гэтая распрацоўка расійскіх хімікаў і медыкаў так і не атрымала масавага выкарыстання.

штучны кішачнік

Навукоўцы іншых краін таксама вядуць распрацоўкі ў галіне біялагічных палімераў. Японскім навукоўцам удалося стварыць тэхнічны прыбор з палімернага геля, які можа самастойна скарачацца і выконваць функцыю кішачніка. Штучны кішачнік цалкам паўтарае перыстальтыку свайго натуральнага аналогу. Ён здольны сціскацца як цягліца, перасоўваючы наперад кольцеобразно патаўшчэнні. Сапраўды гэтак жа наш кішачнік транспартуе ежу.

Японскія даследчыкі імітавалі не толькі працу мускулатуры кішачніка, але і яго ўласны рытм. Пад дзеяннем атамаў рутэнія палімер хвалепадобна мяняе свае ўласцівасці - то набракаючы, то аслабяваючы. Такі «орган» можа працаваць цалкам аўтаномна.

Гэта толькі некаторыя магчымасці «разумных палімераў». На самай жа справе, як сцвярджаюць навукоўцы, перспектывы іх выкарыстання бязмежныя.

Глядзіце відэа: Афіцэр запасу: Раней у войскі ішлі моцныя І разумныя, Главная такія з'язджаюць I Дзедаўшчына ў Беларусі

Пакіньце Свой Каментар