Полимеры в медицине и биологии

Химическая природа полимера для изготовления скаффолда.

Химическая структура полимеров, используемых для изготовления скаффолдов, должна обеспечивать выполнение ряда требований:

- полимеры не должны быть токсичными, вызывать реакции отторжения, иными словами, они должны обладать биологической совместимостью с тканями организма;

- скорость их деструкции должна определенным образом коррелировать со скоростью формирования интегрированной ткани;

- продукты их деструкции не должны быть токсичными, более того, желательно, чтобы эти продукты могли служить питательными веществами для клеток растущей ткани;

- химическая структура полимера должна обеспечивать максимально благоприятные для клеток характеристики поверхности скаффолда;

Этим требованиям отвечает целый ряд натуральных и синтетических биодеградируемых полимеров. Из натуральных следует выделить, прежде всего, такие полимеры как коллагены разных типов, хитозан, гиалуроновые кислоты, крахмал и ряд других полисахаридов. Коллаген по своей химической природе мог бы быть идеальным материалом для скаффолдов, так как он является белком матрикса, который живая клетка формирует при посеве ее на чужеродную поверхность. Однако физико-химические свойства коллагена не всегда сочетаются с технологическими особенностями изготовления скаффолдов. Кроме того, скорость его деструкции в организме зачастую оказывается слишком низкой для решения многих конкретных задач тканевой инженерии. Хитозан является продуктом полного или частичного деацетилирования хитина. Его физико-химические свойства определяются степенью деацетилирования, что открывает возможности «настройки» этих свойств на решение конкретных задач. В этом плане хитозан и его производные являются весьма перспективным полимером для изготовления скаффолдов.

Однако основное направление работ по созданию скаффолдов связано с синтетическими биодеструктируемыми полимерами, главным образом, полигидроксиалканоатами и родственными им материалами. Базовым полимером для большинства конструкций скаффолдов является поли(D,L-лактид) и поли(L-лактид) и сополимеры на их основе.

Эти базовые полимеры являются наиболее изученными как с позиций их синтеза, так и деструкции, а также их поведению in vivo. В большинстве развитых стран разрешено использование полилактидов для изготовления изделий медицинского назначения. Большим достоинством этих полимеров является отсутствие токсичности как самих полимеров, так и продуктов их деструкции.

Скорость деструкции поли(D,L-лактида) отвечает требованиям, предъявляемым к полимерным материалам для изготовления материалов скаффолдов. Эти материалы легко перерабатываются как формованием из расплава, так и из растворов в органических растворителях.

Широкой диапазон свойств, которые могут иметь сополимеры на основе лактида, дает основания для создания различных макромолекулярных конструкций с использованием этого мономера.

Содержание