Штучна шкіра - полімери медичного призначення

ГЛАВА 2
ПОЛІМЕРИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ДЛЯ РОЗПОДІЛУ І ДИФУЗІЇ РЕЧОВИН
НАКАБАЯСІ Нобуо
Як відомо, наше тіло складається з клітинних плівок, функції яких надзвичайно різноманітні. Стосовно до феномену управління життєдіяльністю організму робота діафрагм зводиться до поділу і пропускання різних субстанцій. Серед останніх можна назвати, наприклад, гази (кисень, двоокис вуглецю), воду, поживні речовини, електроліти, токсичні продукти процесів метаболізму і багато інших речовин. У тому випадку, коли поділ або пропускання розчинених речовин проводять в штучної системі, звичайним є такий перенос речовин, який характеризується рухом з боку високої енергії в область низької, через велику концентрацію до малої, від високого тиску до низького, тобто. Е. Процес, званий пасивним перенесенням.
Треба сказати, що в природі, в живих організмах речовини далеко не завжди транспортуються з боку високої енергії в область низької, і досить часто спостерігається протилежна картина, т. Е. Перенесення, званий активним. Так, наприклад, вода і поживні речовини піднімаються по стовбуру високого дерева до самої його вершини. Навіть на сучасній стадії розвитку природничих наук людство ще не в змозі наблизитися до подібного рівня пізнання, і тому в цьому розділі розглянуто лише ті розділової-дифузні процеси, які протікають за механізмом пасивного перенесення. У тому випадку, коли з`являються фактори, що перешкоджають відтворення функцій живого організму, втрачену функціональність компенсують, використовуючи відповідні штучні органи.

Штучна шкіра

При травмах, опіках, взагалі при пошкодженнях шкіри ідеальним способом лікування ранових ділянок є реплантації на них шкіри цього ж організму, проте тут вступають в дію такі лімітують моменти, як місце розташування ділянки-донора, звідки можна взяти трансплантат без шкоди для організму, а також площа поверхні рани і, отже, кількість шкіри, необхідної для пересадки. Нарешті, донорський ділянку назавжди залишається пошкодженим.
Очевидно, що в таких випадках різко зростає значення штучної шкіри. За сучасними поглядами, летальний результат від опіку настає в результаті зневоднення травмованих областей внаслідок випаровування води і інтоксикації. Поняттю «ідеальна штучна шкіра» відповідає така речовина, яке здатне перешкоджати обом цим явищам, а також інтенсифікувати лікування пошкоджених ділянок тіла. Якщо говорити про запобігання дегідратації, то зупинка і скупчення пухирців води - пара - під шаром шкіри грає різко негативну роль, а тому здатність штучної шкіри пропускати водяні пари повинна досягати такого ступеня, щоб екссудірующая на обпаленій ділянці рідина могла іспаряться- одночасно з цим якістю потрібна така щільність шкіри, яка гарантувала б від проникнення крізь неї мікроорганізмів.
До теперішнього часу в цій області використовувалися такі матеріали, як марлі з нейлону і з силіконів, надтонкі газопроникні плівки з ненаполненного силіконового каучуку, плівки, одержувані отверждением кров`яної плазми, фібринові плівки і газова марля, оброблена жирами. Слід підкреслити, що всім перерахованим матеріалами притаманні ті чи інші недоліки. У зв`язку з цим за останній час була розроблена методика лікування з використанням полі (2-оксіетілметакрілата) (скорочено poly-НЕМА) і поліетиленгліколю (PEG), а також нетканого полотна з колагену. З огляду на новизну цих способів доцільно зупинитися на них трохи докладніше.
Як відомо, білкові речовини, що утворюють шкіру, в основній масі є колаген, причому в разі пересадки шкіри іншому індивідууму роль колагену різко негативна з огляду на те, що він викликає реакцію відторгнення. Якщо ж використовувати неткане полотно з колагену, здатного переводити ферменти в розчин і не має імунної активності, то щільність прилипання його до поверхні рани досить задовільна, абсорбування ексудату цілком хороша, а тому легко йде утворення рубця і не спостерігається ні відторгнення, ні запального процесу. (Вважається, що імунна активність обумовлена кінцевим тропоколлагеном, і коли загальна кількість колагену падає під дією протеази, вибірково зменшуються тільки області тропоколлагена і імунна активність різко знижується.) Констатували навіть, що колаген за всіма ознаками стимулює регенерацію тканини в самій рані.

Таблиця 3. Властивості нетканого полотна з повторного використовуваного колагену

 
Що стосується нетканого полотна, то його виробництво і обробка зводяться до наступних основних операцій: колаген, який переводить ферменти в розчин, прядуть і отримують штапель- останній формують у вигляді листа, використовуючи в якості сполучного колаген, а потім відбілюють хромовими солями. Основні властивості нетканого полотна наведені в табл. 3. Можна відзначити ще одне сприятливе властивість колагену, а саме хорошу засвоюваність живим організмом.
Poly-HEMA і PEG застосовуються за такою методикою. На поверхню рани наносять PEG і посипають зверху порошком poly-HEMA- таку операцію повторюють кілька разів. На рани полімери частково розчиняються, взаємно склеюються при загустевании і покривають рану плівкою. Новоутворена плівка відрізняється високою еластичністю, а тому її можна використовувати також на рухомих ранових поверхнях типу суставов- крім того, плівка набухає у воді, і тому зняття її під час перев`язки безболісно, причому цілком можливо повторне її накладення. Плівка має і багатьма іншими перевагами, наприклад, вона здатна пропускати водяні пари і тому запобігає утворенню водяних бульбашок на поверхні опіку. Крім того, через неї можуть легко дифундувати розчинені речовини, в зв`язку з чим безпосередньо на поверхню плівки можна наносити антибіотики, т. Е. Методично вельми просто запобігати занесення інфекції. Нарешті, плівка з poly-HEMA не пропускає мікроорганізми, внаслідок чого може не тільки відповідати цілям антисептики. Було констатовано навіть, що вона перешкоджає розвитку мікробів, що вже встигли потрапити на поверхню рани, надаючи тим самим ще і антибактеріальну дію.
Ступінь проникності плівок з poly-HEMA для парів води визначається переважно способом полімеризації. У разі штучної шкіри poly-HEMA використовують в суміші з PEG, однак, виходячи з можливості плівок запобігати утворенню водяних бульбашок, можна стверджувати, що така проникність дуже велика - як мінімум на рівні величин, наведених в табл. 3. Для зіставлення в табл. 4 показана здатність інших полімерних матеріалів до пропускання парів води.

Таблиця 4. Проникність деяких полімерів * для водяної пари

* Товщина плівки зразка приведена до 3/100.