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;
| 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:
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).
Автор: Каргин В.С.
Источник: Энциклопедия полимеров, под. редакцией Каргина В.С
Дата в источнике: 1972г