--PAGE_BREAK--Утворення тромбу – це природна захисна реакція організму на введення чужорідного тіла. Згадаємо, що будь-який поріз супроводжується руйнуванням стінки кровоносної судини, і кров вступає в контакт із новим для неї середовищем – повітрям або зовнішніми тканинами кровоносної судини. При цьому відбувається активація присутніх у крові спеціальних факторів згортання, що приводить до перетворення розчинного білка крові — фібриногену в нерозчинний фібриновий згусток. У переплетених між собою фібринових нитках застрягають елементи крові – еритроцити, лейкоцити, тромбоцити, потік крові утрудняється, а потім і зовсім припиняється.
Аналогічне явище спостерігається й при контакті крові із синтетичними полімерами, навіть самими інертними з них. Уже в перші години, а іноді й перші хвилини на границі полімерного ендопротеза й крові відбувається утворення фібринових згустків. Щоб уникнути або хоча б сповільнити тромбоутворення на полімерній поверхні, необхідно створювати особливі, гемосумісні полімери. Але перш ніж приступитися до цього, потрібно з’ясувати, які процеси відбуваються на поверхні між кров’ю та полімерним матеріалом.
Перший акт взаємодії крові з будь-яким полімерним імплантатом полягає в адсорбції на його поверхні білків плазми й деяких інших речовин – так званих контактних факторів згортання крові. Тепер імовірність утворення тромбу залежить не стільки від властивостей самого полімеру; скільки від природи адсорбованих на поверхні білкових речовин.
Надзвичайно важливим при відбудовній пластиці є й правильний вибір розташування імплантанта відносно тканин протезованого органа. Неодмінною умовою проростання сполучною тканиною пор або комірок протеза є його розташування між шарами тканин. Якщо протез стикається із тканиною живого організму тільки з одного боку, а інша поверхня протеза звернена в просвіт порожнього органа, то не відбувається повної інкапсуляції протеза. Сполучна тканина покриває протез лише із зовнішньої сторони. Саме тому всі спроби відновлення безперервності стравоходу, сечоводів, жовчних проток звичайно закінчуються невдачею.
Говорячи про медичні полімери, не можна не згадати про можливості використання цих матеріалів у травматології й ортопедії. Серед різного роду недуг, що ведуть до смерті, травми в наш час вийшли на третє місце після серцево-судинних й онкологічних захворювань. Тому проблемам лікування травм, усунення їхніх наслідків, повернення потерпілим здатності до повноцінного життя приділяють у наш час значну увагу.
Найбільше поширення в практичній травматології й ортопедії одержали полімерні ендопротези зв'язок і сухожиль. Ці протези являють собою поліефірні стрічки або сітки, особливим способом прикріплені до суглобів. Зараз відомо більше 50 різних методів таких оперативних втручань: на колінному й тазостегновому суглобах, на стопі, верхніх кінцівках і т.д. Треба відзначити, що міцність поліефірних стрічок, що застосовуються, набагато перевершує необхідну міцність сухожиль або зв'язок. Крім того, у результаті проростання стрічки рубцевими тканинами штучна зв'язка перетворюється в рубцево-полімерний тяж, що перевершує первісну міцність зв’язок у декілька разів.
Успішно застосовуються комбіновані протези. Так, наприклад, протез тазостегнового суглоба (а у наш час у світі з такими протезами ходять близько двох мільйонів чоловік) являє собою роз’ємне з’єднання пластмасової чашки з надвисокомолекулярного поліетилену й голівки з ніжкою з спеціальної сталі. Основними показаннями до застосування таких протезів є коксартроз (відкладення солей), особливо двосторонній, асептичний некроз голівки стегна, поліартрит і т.д. Прогрес у цій області безсумнівний. Однак цей же прогрес породив і нові проблеми. Якщо їх сформулювати в загальному вигляді, то від штучних матеріалів потрібні функціональність і безпека, які для протезів повинні бути збережені, по можливості, на весь післяопераційний час життя людини, тобто протягом 20-70 років.
Якщо перша й друга вимоги можуть бути задоволені звичайними засобами хімії, техніки й медицини, то забезпечення достатньої довговічності функціонування стало центральною й найбільш важкою проблемою. Найпоширеніший й, здавалося б, логічний підхід – вибір для виготовлення протезів найбільш міцних і стійких матеріалів – звичайно приводить до серйозних невдач.
Було з'ясовано, що після імплантації поступово руйнувалися й піддавалися зношуванню самі матеріали й конструкції або несучі елементи біологічних органів і тканин. У кожному із цих випадків через кілька років відбувалися порушення опорної здатності кінцівки й різкі зміни кінематики; іншими словами, порушувалася побудова й робота тієї або іншої біомеханічної системи людини.
Всі існуючі на даний час протези ще надто недосконалі. Так, протези кістки незалежно від того, зроблені вони з титану або з поліпропілену, монолітні. У місцях контакту із природною кісткою неминуче концентруються напруги, і рано або пізно, це приводить до руйнування, причому руйнується не протез, а кістка.
Природна конструкція цих тканин на відміну від штучних завжди анізотропна. Різниця між модулями пружності уздовж кістки й впоперек відрізняється приблизно втроє. Кістка – це спіральна структура п’ятирівневої організації, а протез кістки – моноліт без якого-небудь натяку на ієрархію структур. Хоча в останній час ведуться роботи по створенню полегшених замінників кісток на основі порожнистих полімерних трубок.
2.2. Полімерні шовні матеріали та полімерні клеї медичного призначення. Для скріплення післяопераційних ран використовують шовні матеріали, виготовлені з волокон медичного призначення. Іноді користуються спеціальними медичними клеями або інертними до середовища організму металевими скріпками. Але все-таки гнучкі волокнисті матеріали дотепер займають у цій області чільні позиції.
Здавалося, виходячи з функціонального призначення шовного матеріалу, що ніяких особливих проблем при його створенні виникнути не повинно. Головне, щоб цей матеріал міцно з'єднував оперовані ділянки тканин. Виявилося, що це зовсім не так, оскільки шовний матеріал звичайно залишається в тілі на більш-менш довгий строк з усіма наслідками, що випливають звідси.
Історично першими шовними матеріалами були дріт із благородних металів, сухожилля тварин і шовкові нитки. Природно, що із появою хімічних волокон робилися спроби застосувати їх у хірургії. Промислове виробництво найпоширенішого нині поліамідного волокна було освоєно в 1940 р., а наприкінці 50-их років були випущені поліефірні, поліакрилонітрильні й поліолефінові волокна. На основі цих волокон і були створені сучасні шовні матеріали. Щоб захистити їх від проникання мікроорганізмів і зробити нитки більше зручними в роботі, їх іноді покривають гладким шаром іншого полімерного матеріалу. Для надання волокнам стійкості до дії мікроорганізмів їх модифікують антимікробними речовинами. Модифікацію здійснюють просочуванням волокон розчином, емульсією або суспензією таких речовин, введенням антимікробних речовин у прядильний розчин або розплав полімеру перед формуванням волокна або приєднанням таких речовин до полімеру хімічними зв'язками. Варіювання способу модифікації дозволяє в широких межах регулювати тривалість антимікробної дії, що обумовлене тим, що антимікробна речовина дифундує з волокна в навколишнє середовище й там діє на мікробні клітини. Аналогічним способом вдається створювати волокна, що володіють не тільки антимікробною, але й гемостатичною, анестезуючою дією. Антимікробні волокна знайшли застосування при виготовленні одягу, білизни й засобів особистої гігієни. Тканини на основі таких волокон нормалізують мікробний стан шкіри й забезпечують лікування й профілактику гнійних захворювань, викликуваних мікробною інфекцією, у клініках різного профілю, гарячих цехах, шахтах, космічних апаратах.
У світі випускають зараз більше п'ятдесяти типів різних шовних матеріалів. Деякі з них повільно розсмоктуються в організмі, інші, навпроти, маючи високу міцність у початковий період після операції, через певний час починають швидко руйнуватися й виводитися з організму у вигляді нешкідливих речовин. Синтетичні нитки, що розсмоктуються, вигідно відрізняються від ниток біологічного походження. Не уступаючи по міцності ниткам зі звичайних полімерів, вони на відміну від кетгуту й колагену не мають побічної дії, пов'язаної з відповідною реакцією організму на введений чужорідний білок.
Широкі перспективи в хірургії внутрішніх органів і тканин відкриває використання різних клейових композицій. Заміна традиційного шовного матеріалу на клеї – значний крок в удосконалюванні хірургічних методів, тому що при з'єднанні тканин за допомогою клеїв забезпечується герметичність з'єднання, можливість різкого скорочення швів, що накладають, і навіть безшовне з'єднання, прискорення операцій і скорочення часу загоєння рани. Першими представниками полімерних клеїв у медицині були сполуки на основі ефірів ціанакрилової кислоти. Ці ефіри мають високу реакційну здатність і швидко тверднуть на повітрі під впливом слідів вологи або речовин основного характеру. Клеї цієї групи застосовують для склеювання тканин живого організму при операціях на органах дихання й травлення, у серцево-судинній хірургії, хірургії печінки й т.д. Ще одним представником полімерних клеїв медичного призначення є розроблений київськими хіміками поліуретановий клей КЛ-3. Він складається із клейової основи й прискорювача полімеризації. Час його тверднення можна регулювати від трьох хвилин до півгодини. Цей клей утворює пористу й високоеластичную плівку, що створює гарні умови для її заміщення сполучною тканиною. Оскільки клей і продукти його біодеградації нешкідливі для організму, його можна використати в тих випадках, коли потрібно покрити великі по площі тканинні дефекти або заповнити патологічні порожнини. Зараз такі клеї успішно застосовують для закриття кишкових і бронхіальних свищів, при операціях на шлунково-кишковому тракті й судинах, у щелепно-лицьовій хірургії.
Непогані результати отримані при використанні поліуретанових композицій для усунення аневризм. Через порушення міцнісних властивостей стінки кровоносної судини витончена стінка не витримує тиску крові й утвориться випинання – аневризматичний мішок. При цьому різко порушується кровоток і створюється загроза розриву судини. Отож, застосування поліуретанових протекторів дозволяє зміцнити судину, сам протектор із часом (1,5-2 роки) заміщається тканинами.
2.3. Полімери у стоматології. Із всіх галузей медицини найбільше «полімероємна» — стоматологія. Ефективність стоматологічної допомоги багато в чому залежить від якості застосовуваних матеріалів, у тому числі й полімерних. У стоматології синтетичні полімери використають у якості пломбувальних матеріалів, захисних покриттів, для виготовлення зубних протезів. Досить поширений, так званий, склоіономерний цемент для пломбування передніх зубів і тріщин в емалі. Він являє собою суміш поліакрилової кислоти зі склом спеціальних складів, виготовленим з подрібненої суміші кварцу, глинозему, кріоліту, плавикового шпату й фосфату амонію або із суміші кварцу, глинозему й карбонату кальцію. Частки скла, вплавлені в полімерну матрицю, утворять композицію більше міцну, чим портландцемент.
Поступово в стоматологічних клініках світу з'являється нова група полімерних матеріалів, які тверднуть без застосування хімічних ініціаторів, які часто не відповідають токсикологічним вимогам. У нових композиціях тверднення здійснюють фотохімічно під дією ультрафіолетового випромінювання кварцової лампи.
2.4.Використання полімерних матеріалів у офтальмології. Важливим напрямком впровадження полімерних матеріалів у медицину є їхнє застосування в офтальмології. Використання в очній хірургії полімерних клеїв, у першу чергу на основі ціанакрилатів, сприяло здійсненню операцій, раніше технічно дуже важких або навіть нездійсненних через складність накладання дрібних швів. Не меншу популярність отримали контактні лінзи й штучні кришталики. Тверді лінзи, виготовлені з поліметилметакрилату, пацієнти носять обмежений час і знімають перед сном. Однак внаслідок твердості, що викликає відчуття дискомфорту, і непроникності поліметилметакрилату для кисню, що в деяких випадках приводило до розвитку кисневого голодування рогівки ока й пов'язаного з ним набряку, багато пацієнтів не можуть адаптуватися до таких лінз. В останні роки для виготовлення твердих лінз стали застосовувати ацетобутират целюлози, що добре змочується слізною рідиною й майже в сто разів більше проникний для кисню, чим поліметилметакрилат. Але й у цьому випадку потрібне періодичне знімання таких лінз.
Тому особливий інтерес представляють гідрофільні, проникні для кисню м'які контактні лінзи для тривалого носіння. Як матеріал для виготовлення таких лінз найбільше поширення одержав гідрогель на основі поліоксіетилметакрилата, що володіє хорошими оптичними й механічними властивостями й зберігає дані властивості в широкому інтервалі температур і значень рН. Внаслідок високого змісту води в гідрогелях (до 80%) вони добре сполучаються із тканинами ока, не викликаючи подразнення. Зростання виробництва м'яких контактних лінз значно випереджає зростання виробництва лінз із поліметилметакрилату. Так, у США в 1979 р. контактними лінзами користувалися 10 мільйонів чоловік, приблизно половина з них – м’якими лінзами, а в 1982 р. ці цифри склали відповідно 14 й 10 мільйонів чоловік.
До останніх досягнень в області офтальмології варто віднести створення м'яких лінз для корекції астигматизму й лінз для корекції далекозорості. Найбільш перспективними з них є біфокальні лінзи, тому що тільки в США біфокальними окулярами користуються близько 48 мільйонів чоловік. Уже створені косметичні забарвлені контактні лінзи, а також лінзи, що володіють лікувальною дією й використовуються при пересадках рогівки ока, кон’юнктивітах, вірусних захворюваннях рогівки.
Важливою областю використання полімерів в офтальмології стало виготовлення поліметилметакрилатних штучних кришталиків, які імплантуються пацієнтам після видалення власних кришталиків, уражених катарактою. Такі кришталики майже повністю відновлюють нормальний зір, причому пацієнти обходяться без допомоги окулярів або контактних лінз. Тільки в США в 1985-1987 р. число імплантацій штучного кришталика складало близько 700 тисяч у рік.
2.5 Використання полімерних кровозамінників Відомо, що при гострій крововтраті (порядку 20-30 % циркулюючої крові) досить часті випадки так званого геморагічного шоку з летальним результатом. Найбільш результативний засіб у таких випадках – компенсація крові ззовні. Разом з тим оскільки шок викликається втратою саме обсягу крові, тобто кількісним фактором, то вивести організм із коматозного стану можна й застосуванням інших агентів, наприклад, ізотонічного розчину хлориду натрію. Однак час втримання такого замінника в кровоносних судинах невеликий. Час циркуляції в крові високомолекулярних сполук, природно, набагато більший, що й стало основою для їхнього застосування як плазмозамінників. Призначені для заміни плазми крові, вони мають протишокову дію, підвищують артеріальний тиск при гострій крововтраті, утримують рідину в кров'яному руслі, а іноді сприяють виведенню токсичних речовин. З фармакологічної точки зору для всіх плазмозамінників основним їхнім компонентом є водорозчинний полімер. Як полімери найбільше поширення одержали частково гідролізований декстран (препарати «Поліглюкін» й «Реополіглюкін»), полівініловий спирт («Полідез»), полі-1М-вініл-піролідон («Гемодез») і деякі інші.
Полімерні плазмозамінники є двох типів: протишокові й дезінтоксикаційні. Перші призначені для тривалого циркулювання в крові (порядку 1-2 діб, протягом яких відбувається фізіологічне відновлення крововтрати) і тому мають досить високу молекулярну масу. Плазмозамінники другого типу володіють більш яскраво вираженою лікарською дією; вони здатні взаємодіяти з токсинами й виводити ці токсини з організму. Отже, основними вимогами до цих полімерів повинні бути здатність реагувати з токсинами й відносно невисока молекулярна маса. У найбільш повній мері таким вимогам задовольняє полівінілпіролідон з молекулярною масою 12 – 27 тисяч. До 80 % цього препарату виводиться через нирки протягом перших чотирьох годин після вливання. Із-за цієї обставини цей препарат знаходить широке застосування при лікуванні гострих токсичних інфекцій, отруєнь.
Розділ 3. Новітні методи терапії із використанням полімерних матеріалів.
Відомо, що будь-який лікарський засіб складається із двох основних частин – активної діючої частини й компонентів лікарської форми. Роль останніх полягає в створенні сприятливих умов для прояву дії лікарської речовини в організмі. Застосовувані лікарські форми – мазі, таблетки, капсули, розчини для ін'єкцій – у більшості випадків не оптимальні з погляду виконуваних ними функцій. Вони не забезпечують тривалої й рівномірної подачі лікарської речовини в потік крові і практично не сприяють його спрямованому транспорту в хворий орган. Так, звичайні таблетки, розпадаючись у шлунку або кишечнику, подають речовини, що втримуються в них, у кровоток за дуже невеликий строк. В організмі ця речовина розподіляється відповідно до її фізико-хімічних властивостей, і тільки в деяких випадках в орган-мішень потрапляє скільки-небудь значна частка уведеної лікарської речовини (звичайно не більше 10 % від уведеної кількості).
продолжение
--PAGE_BREAK--