Главная
Коллектив
Научная работа
Публикации
Методики
Сотрудничество
Контакты
14664 / 45620

Этот сайт посвящен работе научно-исследовательской группы в области создания и изучения биоразлагаемых и биосовместимых полимеров медицинского назначения

Трудно переоценить значение полимеров в нашей жизни. Полимеры окружают нас буквально со всех сторон: из них состоят пакеты в супермаркетах и одноразовая посуда, корпуса телефонов и другой бытовой техники, автомобильные шины и оконные рамы. Это важнейший материал, из которого сделаны постоянно используемые нами предметы. С другой стороны, полимеры являются естественными компонентами всех живых организмов, в том числе и человека.

Широкое применение некоторых синтетических полимеров, например полиэтилена, сопряжено с необходимостью их утилизации. Известно, что разложение обычного полиэтилена под воздействием света и кислорода может длиться не одну сотню лет. Утилизация полиэтиленовой упаковки и изделий из других синтетических полимеров – одна из глобальных проблем современности. Существующие способы переработки таких полимеров не совершенны, в связи с этим ряду стран пришлось ограничить их производство.


Разложение одноразового стаканчика из биоразлагаемого синтетического полимера – полимолочной кислоты.
[Web-источник]

Некоторые полимеры обладают уникальными свойствами – способностью к биоразложению и биологической совместимостью, что делает их предпочтительным, а в отдельных случаях незаменимым материалом во многих отраслях, и позволяет постепенно завоёвывать рынок, вытесняя полимерные материалы, не обладающие данными свойствами.

Применение биоразлагаемых полимеров в упаковочной и пищевой промышленности позволяет решить проблему утилизации упаковки, сводя к минимуму вредное влияние на окружающую среду. Сегодня такие технологии разрабатывают ведущие университеты мира и внедряют крупнейшие компании - производители упаковки. В России своих производителей упаковки из биоразлагаемых полимеров пока нет, но есть потребность в чистом производстве и утилизации.

Мы привыкли четко различать полимеры искусственного происхождения, получаемые путём химического синтеза и биополимеры, синтезируемые живыми организмами. Первые человек использует как материал для различных изделий, вторые являются важными структурными элементами живых клеток. Но для некоторых биополимеров и синтетических полимеров эта грань не такая четкая. Особенно ярко это проявляется при использовании таких полимеров в медицине и фармацевтике. Именно в этих областях возможно использование как биополимеров, так и синтетических полимеров для создания одного и того же медицинского изделия или лекарственной формы.


Эндопротезы из полиоксиалканоатов для фиксации костей.
[Источник]

Как используют полимеры в медицине? Первое, что приходит на ум – пластиковые шприцы или резиновые перчатки. Однако, бурное развитие хирургии, трансплантологии и фармакологии привело к активному использованию полимеров как основы множества имплантируемых медицинских изделий: эндопротезов и шовных нитей в хирургии, искусственных тканей и органов в трансплантологии, материалов для стоматологии, матриксов для тканевой инженерии, и лекарственных форм в фармацевтике. Имплантируемые полимерные изделия частично замещают органы и ткани человека, а полимерные материалы, из которых состоят эти изделия, выполняют функции биополимеров человеческого тела. Во всех этих случаях способность полимерного материала к биосовместимости и биоразложению имеет особое значение.


Трехмерный матрикс из нанонитей из биоразлагаемого сополимера полимолочной и полигликолевой кислот (СЭМ, х1000).
[Web-Источник]

Следует отметить, что медицинские полимеры играют важнейшую роль в современной науке. Каждый полимер медицинского назначения, как объект одновременно науки и технологии, формирует вокруг себя обширную мультидисциплинарную сеть. Изучение медицинских полимеров перекидывает мост от науки к технологии, от фундаментальной к прикладной науке, связывает различные естественные науки – математику, физику, химию, биологию, медицину и их смежные направления – физическую химию, биофизику, биохимию, молекулярную биологию, медицинскую химию, фармакологию, молекулярное моделирование, биотехнологию, нанотехнологии, тканевую инженерию, генетическую инженерию и др. Специалисты, изучающие медицинские полимеры должны иметь меж- и мультидисциплинарное образование, а также иметь представление об социально-экономических аспектах применения изделий и препаратов на основе полимеров. Ярким примером центра формирования подобной научно-технологической сети и основой для разработки разнообразных медицинских изделий и фармацевтических форм являются полиоксиалканоаты.


A – нативные бактериальные клетки штамма-продуцента полиоксиалканоатов; B – клетки штамма-продуцента, накопившие 85% биополимера от сухого веса клеток (ПЭМ, х50000).
[Источник]

Полиоксиалканоаты – это полиэфиры 3-оксикарбоновых кислот бактериального происхождения. Бактерии, способные к синтезу этих полимеров, используют их в качестве энергетического резерва, подобно тому, как животные используют жиры. Благодаря ряду уникальных свойств: способности к биоразложению, биологической инертности, совместимости с тканями млекопитающих и физико-механическим свойствам, открылись широкие перспективы для использования этих бактериальных полимеров в медицине и фармацевтике. Нашей научно-исследовательской группой проведены комплексные исследования биосинтеза, физико-химических свойств, биоразложения, биосовместимости и медицинского применения полиоксиалканоатов и других полимеров медицинского назначения.


Микросферы из полиоксиалканоатов, содержащие лекарственное вещество дипиридамол (световая микроскопия, х400).
[Источник]