Сторінка 14 з 46
Негативна дія синтетичних полімерів на кров
Можна стверджувати, що найбільш важливим аспектом біологічної сумісності полімерів є їх спорідненість з кров'ю. Поки кров протікає по природним судинах, процес йде гладко і ніяких проблем не виникає, однак застосування апарату «серце - легені» або штучної нирки відразу ж викликає необхідність відведення крові з організму і створення Внеорганние циркуляційної ланцюга, а це загрожує небезпекою миттєвого згортання крові в тій чи іншої частини ланцюга. Так, катетеризація кровоносних судин (для дослідження стану їх поверхні або вимірювання кров'яного тиску) часто супроводжується утворенням тромбів, які обліплюють катетер і в кінцевому рахунку закупорюють судину. Зрозуміло, що здатність крові згущуватися і перешкоджати тим самим гемофілії при травмуванні судин є один із проявів природного регулюючого механізму, зокрема адаптаційної здатності організму до зовнішніх впливів. Однак при лікуванні з використанням штучних матеріалів типу полімерів, при діагностуванні і в багатьох інших випадках така властивість крові представляє значні незручності та перешкоди. Для подолання їх зазвичай використовують антикоагулянти типу гепарину, згодом виділяються з організму. Особливість дії останніх полягає в тому, що вони позбавляють здатності згортатися всю кров, яка циркулює в біологічній системі, і тим самим гранично полегшують її виведення з організму. Разом з тим тут же таїться і вкрай серйозна небезпека повної гемофілії, тому антикоагулянтами можна користуватися лише протягом дуже короткого часу. Це, звичайно, створює значні незручності. Таким чином, надзвичайно нагальним є створення такого синтетичного матеріалу, який, по-перше, не порушував би природного регулюючого механізму, т. Е. Згортання крові, по-друге, абсолютно не викликав би тромбоутворення.
Таблиця 23. Вплив деяких полімерних матеріалів на згортання крові і гемоліз (in vitro)
швидкість
коагуляції,
хв
* Збільшення гемоглобіну, мг / 100 мл крові.
У табл. 23 наведені результати випробувань in vitro деяких синтетичних матеріалів на прискорення коагуляції крові. Мета експериментів полягала в тому, щоб визначити час, що протікає до повного згортання крові (за методом Лі - Уайта). На підставі цих результатів можна (вивести, що при контактуванні з поверхнею скла коагуляція крові максимально прискорюється, тоді як силікон стимулює процес вельми слабо. Звичайно, в більшій чи меншій мірі коагулююча вплив має місце в будь-якому випадку, і, якщо говорити про полімери взагалі, то домогтися їх повної коагуляционной нейтральності, очевидно, не вдасться. Можна констатувати, що три маніпулюванні in vivo і навіть в процесі природної циркуляції крові практично всі штучні матеріали в тій чи іншій ступеня викликають тромбоутворення.
Тривала (циркуляція крові поза організмом при використанні синтетичних полімерів вкрай небажана також через небезпеку руйнування еритроцитів, т. Е. Гемолізу. Звичайна тривалість існування еритроцитів досягає 4 міс, проте в умовах контактування з чужорідним тілом різко зростає небезпека фізичного травмування крові. Зрозуміло, що ступінь механічних пошкоджень залежить як від хімічних, так і від фізичних властивостей поверхні даного тіла, а тому при проектуванні апаратури, інструментарію та взагалі медичних виробів і препаратів найважливіше значення набуває вибір відповідного матеріалу. Взагалі ж в порівнянні з проблемою антикоагуляційної питання природи, технологічності та інших властивостей полімерів значно простіше і включає менше вузьких місць.
У табл. 23 показано збільшення вмісту гемоглобіну в крові при гемолізі; очевидно, що в цьому відношенні як скло, так і силіконові каучуки мають порівняно сприятливі властивості. При випробуваннях на живому об'єкті досить велике кількість похибок; крім того, експериментальні дані залежать від складного комплексу характеристик, зокрема від стану поверхні матеріалу, а тому не слід занадто переоцінювати точність одержуваних результатів. Нарешті, доводиться враховувати адгезію, освіту агрегацій і руйнування еритроцитів, денатурацію і адсорбцію білків, імунні процеси і багато інших чинників.
Деградаційні зміни синтетичних полімерів в живому організмі
Жива матерія ставить вкрай жорсткі умови для контактує з нею синтетичного матеріалу, і необхідно передбачити найрізноманітніші деградаційні зміни останнього при введенні його в організм. Разом з тим масштаби робіт в цьому напрямку все ще досить скромні і число публікацій незначно. Цілком ймовірно, становище зумовлено тим, що в порівнянні з отрутами, які (за винятком кількох повільно діючих) реагують з організмом вкрай швидко, полімери дають абсолютно протилежну картину. А саме вплив, яке відчувається полімером з боку організму, проявляється зазвичай лише через довгі місяці і навіть роки. Лише останнім часом фахівці приступили, нарешті, до досліджень in vitro деградаційних змін, що зазнають штучними матеріалами в живому організмі за відносно короткий термін.
У табл. 24 представлені зміни механічних характеристик різних полімерів в результаті досить тривалого перебування в черевній порожнині собаки [3]. Згідно з наведеними даними, міцність (при розтягуванні поліуретану та нейлону знижується набагато швидше ніж силіконів і тефлону. Це дозволяє (припустити, що синтетичний полімер, введений в живий організм, в різному ступені, але неминуче зазнає розрив макромолекулярних ланцюгів, руйнування надмолекулярних структур і інші зміни деградаційної характеру. Для контролю можна використовувати мічені полімери, і тоді в переважній більшості випадків в сечі через кілька днів починають з'являтися продукти розкладання цих поли меров [13].
Таблиця 24. Зниження міцності при розтягуванні синтетичних полімерів в результаті перебування в живому організмі [3]
термін
перебування,
міс
Зниження міцності при розтягуванні,%