Полимеры в медицине

Полимеры в медицине: особенности применения

Полимерные материалы, находящиеся в контакте с биологическими средами живого организма, могут растворяться в этих средах без изменения молекулярной массы или подвергаться биодеструкции по следующим основным механизмам:

  • гидролиз с образованием макромолекулярных осколков и мономерных продуктов;
  • каталитический гидролиз под влиянием ферментов;
  • фагоцитарное разрушение (защитная клеточная реакция организма на инородное тело).

В реальных условиях скорость биодеструкции, по-видимому, обусловлена суммарным воздействием указанных факторов.

Биологическая активность полимерных материалов связана с образованием продуктов биодеструкции, а также с присутствием в полимерах остаточных мономеров и добавок (пластификаторов, стабилизаторов, красителей, наполнителей, эмульгаторов, инициаторов и др.).

Среди многочисленных проблем санитарно-химических исследований особое значение имеют следующие:

  • выявление токсикологической опасности полимерных материалов на основании качественного и количественного определения состава низкомолекулярных продуктов;
  • изучение закономерностей миграции примесей из полимеров в зависимости от их химической природы и сред живого организма;
  • исследование процессов метаболизма, изменений функциональных систем организма, путей выведения из него продуктов биодеструкции.

Особое значение имеет токсикологическая оценка полимерных материалов, применяемых в медицине в условиях непосредственного контакта с живым организмом. Необходимость тщательной токсикологической оценки полимеров, даже обладающих высокой химической стойкостью и инертностью, связана с тем, что процессы их переработки часто осуществляются при температуpax, близких или превосходящих начальные температуры разложения этих полимеров (табл. 1). Продукты термической и термоокислительной деструкции могут присутствовать в материале в сорбированном виде и оказывать токсическое воздействие на организм, которое непосредственно не связано с химической природой и структурой исходного полимера.

Имплантация в организм животных ряда полимерных материалов, не обладающих общетоксическим  действием, может приводить к возникновению злокачественных опухолей. Так, через 6—8 месяцев после имплантации в различные органы крыс гладких пластинок из полиэтилена, поливинилхлорида, фторопласта, полиакрилатов, полиамидов, кремнийорганического каучука и др. наблюдалось возникновение злокачественных опухолей. Однако такое бластоматозное действие наблюдалось лишь на мелких животных (крысы, мыши, хомяки, морские свинки), причем аналогичным образом в этих условиях проявляли себя такие инертные материалы, как стекло, благородные металлы. Установлено также, что имплантация полимеров в виде порошка или перфорированных пластин не вызывает образования опухолей и оказывает слабый бластоматозный эффект. Большинство исследователей считает, что бластомогенное действие биоинертных полимеров обусловлено не их химической природой, а механическим длительным раздражением стенок соединительнотканной капсулы, возникающей вокруг имплантированного материала, и нарушением нормального обмена в ней.

Таблица 1. Допустимые температуры переработки полимерных материалов при производстве изделий медицинского назначения:

 
Наименование материала Температура °С разложения (начальная) Температура °С переработки (максимальная) Способ переработки 
Полиамиды 150 280 Прядение
Поливинилхлорид 150 160 Вальцевание, сварка
Полиметилметакрилат 300 225 Сварка
Полипропилен 280 260 Литье под давлением
Полиорганосилоксаны 260 210 Прессование
Полистирол 250 205 Литье под давлением
Политетрафторэтилен 300 375 Спекание
Полиэтилен  100  120 Вальцевание
250 Литье под давлением

Полимеры медико-технического назначения

Применение полимеров для изготовления изделий медицинской техники позволяет осуществлять серийный выпуск инструментов, предметов ухода за больными, специальной посуды и различных видов упаковок для лекарств, обладающих рядом преимуществ перед аналогичными изделиями из металлов и стекла: экономичностью, в ряде случаев — повышенной стойкостью к воздействию различных сред, возможностью выпуска изделий разового использования и др.

Основные требования к полимерам (и материалам на их основе) для производства изделий медицинской техники:

  • необходимый комплекс физико-механических свойств, зависящий от конкретного назначения материала;
  • повышенная химическая стойкость, обусловливающая стабильность изделий под воздействием жидких сред, в том числе стерилизующих жидкостей;
  • минимальное содержание низкомолекулярных примесей, стабилизаторов, катализаторов и других технологических добавок;
  • отсутствие запаха;
  • способность выдерживать тепловую стерилизацию (в том числе автоклавирование) и радиационную стерилизацию;
  • стабильность состава жидких медицинских препаратов, находящихся в контакте с полимерным материалом;
Таблица 2. Ассортимент и области применения полимерных материалов медико-технического назначения 
Наименование  полимерного материала  Области применения в медицине
Полиэтилен высокой плотности (ПВД) Детали медицинских приборов и инструментов, предметы ухода за больными, лабораторное оборудование, футляры-стерилизаторы, пробирки, пипетки и др.
Полиэтилен низкой плотности(ПНД) Мягкие емкости различного назначения, соединительные трубки, шприц-тюбики, протезно-ортопедические изделия, бачки для гамма- глобулина
Полиамиды Детали медицинских приборов и инструментов, воронки, трубки, оправы очков
Поликарбонат Протезно-ортопедические изделия
Фторопласт-4 Медицинские инструменты и их детали, зонды катетеры, канюли, емкости различного назначения, лабораторная посуда, предметы ухода за больными
Пластикат Эластичные медицинские инструменты—катетеры, бужи пищеводные, трахеотомические трубки, системы для взятия и переливания крови, клеенка
Полистирол Шприцы разового использования, чашки Петри, футляры, упаковка для лекарственных препаратов
Ацетобутиратцеллюлозный и ацетилцеллюлозный этролы Оправы коррегирующих очков, линзы защитных и солнцезащитных очков
Полипропилен нестабилизированный Детали медицинских приборов и аппаратов

Читайте также:

 Полимеры в хирургии

Полимеры в фармакологии

Кровезаменители и плазмозаменители


Чтобы получить дополнительную информацию и (или) узнать последние новости по данной теме посетите тематическую закладку: Полимеры в медицине. Кроме того вы можете воспользоваться и другими тематическими метками (см. ниже).

Список литературы: Полимеры в медицине. [Сб. ст.], пер. с англ., под ред. Н. А. Платэ, М., 1969; П е т р о в с к и й Б. В., Соловьев Г. М., Шумаков В. И., Протезирование клапанов сердца, М., 1966; Рабинович И. М., Применение полимеров в медицине, Л., 1972; Токсикология высокомолекулярных материалов и химического сырья для их синтеза. Сб., под ред. С. Л. Данишевского, М.— Л., 1966; Справочник по кровезаменителям и препаратам крови, М., 1969; Ушаков С. Н., Синтетические полимеры лекарственного назначения, Л., 1962; 3-й Симпозиум по физиологически активным синтетическим полимерам и макромолекулярным моделям биополимеров. Тезисы докладов, Рига, 1971; Всесоюзный симпозиум «Синтетические полимеры медицинского назначения». Тезисы докладов, Ташкент, 1973; XXIII International congress of pure and applyed chemistry, Boston, 1971. А. Б. Давыдов, В. А. Нропачев.
Автор:
Источник: Энциклопедия полимеров, под. редакцией Каргина В.С
Дата в источнике: 1972г
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter