Полімери, сумісні з живим організмом - полімери медичного призначення
ГЛАВА 3
ПОЛІМЕРИ, СУМІСНІ З ЖИВИМ ОРГАНІЗМОМ
ТАНДЗАВА Хіросі
поняття биосовместимости
Пристосовність організму до зовнішніх впливів, зокрема здатність окремих органів і частин тіла до відновлення при пораненнях і травмах, загальновідома. Так, при пошкодженні ділянки живої тканини кров відразу ж згортається і закупорює судини в ране- тим самим запобігає подальша (втрата крові, а пізніше на цьому місці формується нова тканина, повністю покриває поверхню рани. В той же час дуже часто (в залежності від причин і ступеня травми) організм буває не в змозі самостійно впоратися з загоєнням і відновленням і потребує допомоги ззовні, т. е. в (медичному втручанні. Методичні можливості такої допомоги в даний час надзвичайно різноманітні, що обумовлено бурхливим розвитком відновлювальної хірургії. Одночасно з цим все більше розширюються коло полімерних матеріалів і асортимент виробів з них, які увійшли в повсякденну клінічну практику.
Використання штучних матеріалів в медицині викликало до життя нову найважливішу проблему, а саме питання біологічної сумісності. Відомо, що живий організм різко відкидає субстанції, генеровані поза ним, і тим або іншим шляхом прагне виділити їх з себе. Разом з тим переважна більшість матеріалів медичного призначення (біомедичних матеріалів) функціонує в прямому чи непрямому контакті з тканинами організму і в тій чи іншій мірі неминуче травмує їх. Звідси очевидна необхідність створення таких біоматеріалів, які були б здатні співіснувати разом з живим організмом, т. Е, біологічно сумісних з ним.
Науково-дослідницька діяльність в цьому напрямку була розгорнута порівняно недавно - на початку 60-х років, коли співробітники інституту NIH (National Institute Health - США) в ході розробок зі створення штучного серця приступили до широких досліджень в області нових біоматеріалів. З того часу у пресі з`явилася велика кількість (публікацій, які свідчать про значні досягнення в цій сфері. І все ж необхідно підкреслити, що коло таких біоматеріалів, які або вже досягли рівня клінічної реалізації, або відкривають принципово нові шляхи (проектування речовин, поки ще вкрай вузький і обмежений. Цілком ймовірно, це обумовлено тим, що всі розробки даного напрямку лежать в суміжних областях різних наук, зокрема, «на стиках» медицини і техніки, природознавства і синтезу, а тому навіть найвіддаленіші підходи до методології наштовхуються на численні труднощі. Нижче робиться спроба узагальнити дані новітніх публікацій в цьому напрямку, з`ясувати, що вже відомо, а що вимагає дозволу, і, нарешті, витлумачити поняття біологічної сумісності.
Вимоги, що пред`являються до біологічно сумісним полімерів
Очевидно, що стосовно до полімерів медичного призначення поняття біологічної сумісності досить сильно змінюється в залежності від конкретних функцій того чи іншого матеріалу, проте в будь-якому випадку синтетичний матеріал і живий організм зазнають взаємний вплив негативного характеру, і основна мета всіх розробок полягає в тому, щоб звести «до мінімуму така взаємодія, зберігаючи при цьому функціональність матеріалу.
З точки зору впливу на організм синтетичний полімер повинен відповідати таким основним вимогам:
а) не викликати отруєння і не бути аллергеном-
б) не травмувати живу тканина-
в) же не бути канцерогеном-
г) не викликати антигенного дії-
д) не викликати згортання крові і гемоліза-
е) не викликати денатурації і розкладання білків і ферментов-
ж) не порушувати електролітичний баланс і не викликати відхилень в системі метаболізму.
Зазнаючи вплив з боку живого організму, полімер в свою чергу не повинен:
а) піддаватися стирання і механічного руйнування, т. е.
втрачати динамічні механічні властивості-
б) змінювати структуру, текстуру і конфігурацію своєї поверхні-
в) хімічно трансформуватися і разлагаться-
г) екстрагіроваться-
д) адсорбироваться і седіментіроваться.
Такі полімери, які задовольняли б відразу всім цим вимогам, в даний час не створені і різного роду невідповідності існують, однак (послідовне вивчення і тлумачення їх причин дозволяє врешті-решт отримати полімерні матеріали, біосумісні в буквальному сенсі слова. Нижче наведені деякі практичні приклади, дозволяють глибше усвідомити основні труднощі в цьому напрямку.
