Articole

Polimeri inteligenți

Pin
Send
Share
Send

Oamenii au visat mereu să învețe cum să facă organe artificiale care ar putea fi folosite în loc de cele deteriorate. Dar orice dispozitive tehnice implantate în corpul uman nu pot fi comparate în eficiență cu organele vii, deoarece, spre deosebire de ele, organele artificiale funcționează numai conform unui program specific stabilit de om.

Cu toate acestea, au fost sintetizați așa-numiți polimeri "inteligenți". O caracteristică a acestor polimeri este că, prin analogie cu materia vie, aceștia sunt capabili să perceapă în mod independent informații din mediul înconjurător și să se schimbe în conformitate cu aceste informații.

În Rusia, pe baza unor astfel de polimeri sintetici, s-au făcut unele evoluții interesante. Cercetătorul-șef al laboratorului de polielectroliți și chimie a polimerilor biomedicali ai Institutului de Sinteză Petrochimică (TIPS) ne-a spus despre perspectivele utilizării lor în rezolvarea unor probleme medicale. AV Topchiev RAS (Moscova), doctor în științe chimice, profesor Lev I. Valuev.

Milena Sigaeva / Health-info

Hidrogelele polimerice pe bază de polimeri "inteligenți" sunt materiale poroase, bine umflate, dar insolubile în apă, care, atunci când condițiile externe se schimbă, cum ar fi temperatura, aciditatea mediului sau compoziția sa chimică, pot schimba gradul de umflare în apă sau chiar se pot schimba în stare solubilă.

Polimerii sintetici au fost folosiți pentru prima dată în medicină în anii 60 ai secolului trecut, când hidrogelurile pe bază de polihidroxietilmetacrilat au fost folosite pentru a crea lentile de contact moi.

Dacă un astfel de hidrogel este pre-saturat cu o substanță medicinală, atunci când condițiile externe se schimbă, hidrogelul se prăbușește parțial, substanța medicamentoasă este ușor eliberată și începe să acționeze. Chimiștii și medicii lucrează pentru a determina condițiile în care hidrogelul își va schimba proprietățile într-o direcție sau alta.

Acoperiri pentru răni și arsuri

Una dintre evoluțiile oamenilor de știință ruși de la INHS a fost crearea unei acoperiri pentru răni și arsuri cu o viteză controlată de eliberare a medicamentului în zona ranii.

Se știe că atunci când o infecție în zona inflamației crește aciditatea mediului.Hidrogenul insolubil polimeric dezvoltat de cercetătorii ruși la pH-ul normal al sângelui (pH 7,4) este capabil să dețină antibiotice. Când mediul este acidificat, care apare în timpul inflamației, "celulele" gelului, datorită proprietății care a fost creată special în timpul creării sale, se extind și medicamentul intră în rană. Imediat ce inflamație trece, pH-ul devine neutru și fluxul de medicamente se oprește de asemenea.

Acest principiu stă la baza muncii multor antigel, geluri antimicrobiene utilizate pentru tratarea ulcerului trofic și a inflamațiilor supurative, precum și a leziunilor postoperatorii. Gelul tratează complet suprafața plăgii, unde asigură curgerea rănii și asigură un flux constant de medicamente. După terminarea tratamentului, gelul poate fi îndepărtat cu ușurință prin spălare simplă cu apă, fără a deteriora țesutul nou în creștere.

Testele preliminare cu gel au fost efectuate pe 30 de pacienți cu vârsta cuprinsă între 25 și 50 de ani, cu plăgi granulare de țesuturi moi. Un grup de răni de pacienți au fost tratați cu gel utilizând iodovidonă și anilocaină. Un alt grup de pacienți a fost tratat cu ulei de cătină, cu pre-tratarea plăgii cu antiseptice.Atunci când se utilizează un gel cu substanțe medicinale, efectul analgezic se produce după 10-15 minute și durează între 8 și 24 de ore, în funcție de nivelul sindromului de durere. Dispariția aproape totală a edemului cutanat la pacienții din primul grup a apărut în a treia zi, în timp ce la cei care utilizează uleiul de cătină - timp de 5-6 zile. Un experiment realizat de oamenii de stiinta a demonstrat pe deplin abilitatea unui gel polimeric cu un medicament de a accelera procesele de vindecare a ranilor.

Furnizarea de droguri în zonele cu probleme

O altă caracteristică pe care o au hidrogelii polimerici este reacția la schimbările de temperatură. Pentru a face gelul sa-si schimbe starea, il puteti influenta prin incalzitoare speciale sau asteptati ca temperatura sa creasca ca urmare a raspunsului natural al organismului la orice inflamatie locala.

Cu mai mult de 40 de ani în urmă, chimistul german Helmut Ringsdorf de la Institutul de Chimie Organică din orașul Mainz și-a inventat propriul sistem special de livrare de medicamente către organism. Sistemul a constat într-un purtător de polimer solubil în apăla care o substanță medicamentoasă și o moleculă vectorică capabilă să interacționeze cu anumiți receptori de pe suprafața celulei țintă au fost atașați într-un mod special. Odată ce a intrat în corpul uman, molecula vectorului "a recunoscut" receptorul și, interacționând cu acesta, a eliberat medicamentul legat de acesta prin intermediul lanțului de polimeri.

Un grup de cercetători ruși din cadrul Institutului de Sinteză Petrochimică. AV Topchiev de la Academia Rusă de Științe, condus de Academician Nikolai Alfredovich Plate, în cadrul programului prezidiului Academiei Ruse de Științe "Științe fundamentale - medicină" a creat un polimer care precipită când temperatura crește peste 37 de grade. Oamenii de stiinta au asociat acest polimer cu un medicament care poate dizolva cheaguri de sange, astfel incat gelul a inceput sa actioneze ca un agent antitrombotic.

Testele au fost efectuate pe un model uman - pompa a imitat activitatea inimii, iar vasele comunicante au acționat ca organe afectate de tromboză. La o temperatură model de 36 de grade, enzimele au fost introduse în fluxul sanguin pentru a dizolva cheagurile. Timpul dizolvării lor a fost de aproximativ 15 ore.După aceea, un vas imitând organul afectat de tromboză a fost încălzit la 38 de grade și au fost injectate și enzime. Rezultatul a fost același - în ambele organe (ambele încălzite și nu), cheagul sa dizolvat în aproximativ același timp.

Mai mult, o enzimă asociată cu un polimer care precipită la o temperatură de peste 37 de grade a fost introdusă în modelul uman. Un "corp" a fost încălzit la 38 de grade, iar celălalt a rămas la o temperatură de 36 de grade. Ca rezultat, cheagul de sânge s-a dizolvat rapid în porțiunea încălzită, în timp ce cealaltă a rămas neschimbată. Toată substanța medicamentoasă legată de polimer este colectată în partea încălzită. Polimerul și-a dovedit eficacitatea - a furnizat întreaga soluție de medicament până la punctul de inflamare. Potrivit experților, acasă va fi imposibil să se utilizeze polimerul pentru livrarea de medicamente, deoarece medicamentul împreună cu polimerul trebuie introdus în sânge, dar în orice instituție medicală acest lucru este destul de realist.

Importanța unui astfel de transportator de medicamente devine evidentă atunci când considerați că de obicei aproximativ 90% din medicament este irosit, fără a ajunge la leziune.Cu toate acestea, mulți compuși sunt toxici pentru țesuturile din jur.

Din păcate, această dezvoltare a chimiștilor și medicilor ruși nu a beneficiat de o utilizare masivă.

Arte intestinale

Oamenii de știință din alte țări se dezvoltă, de asemenea, în domeniul polimerilor biologici. Oamenii de stiinta japonezi au reusit sa creeze un dispozitiv tehnic dintr-un gel polimeric care sa se poata micsora independent si sa indeplineasca functia intestinului. Intestinul artificial repetă peristalitatea omologului său natural. Este capabil să contracteze ca un mușchi, în mișcare în formă de inel bulges înainte. În mod similar, intestinele noastre transportă alimente.

Cercetătorii japonezi au imitat nu numai musculatura intestinală, ci și propriul ritm. Sub acțiunea atomilor de ruteniu, polimerul își schimbă proprietățile într-o manieră asemănătoare undelor, fie umflate sau slăbite. Un astfel de "corp" poate funcționa complet autonom.

Acestea sunt doar câteva dintre caracteristicile "polimerilor inteligenți". De fapt, potrivit oamenilor de știință, perspectivele utilizării lor sunt nesfârșite.

Pin
Send
Share
Send

Vizionați videoclipul: L'Oréal Professionnel Série Volumetrie Expert - Isidess (Martie 2020).