Ерітінділерінің қасиеттері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі

Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті

Химия факультеті

РЕФЕРАТ

Тақырыбы: Полимерлі гидрогельдер медицинада

Орындаған: Қуандық Қ. Т.

Тексерген: Нурмағанбетов Ж. С.

Тобы: ТФП - 322

Қарағанды - 2020

Жоспары:

1. Кіріспе

2. Дәрілік полимерлердің түрлері және олардың маңызы

2. 1. Жіктелуі, құрылысы және қасиеттері.

2. 2. Ерітінділерінің қасиеттері.

2. 3. Ерітінділерінің тұрақсыздануы.

2. 4. Фармацияда қолданылуы.

3. Полимерлердің медицинадағы рөлі

3. 1. Медициналық полимерлердің классификациясы

3. 2. Полимерлердің медицинадағы ролі

4. Қорытынды

5. Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Таяу уақыттарда суда еритін гидрофильді полимерлерге және олардың торлы құрылымды - полимерлі гидрогельдеріне ерекше көңіл аударылып жүр. Бұл гидрогельдерді, өздерінің құрамында сұйықтықтың көп мөлшерін ұстап тұра алатын композициялық материалдардың ерекше класына жатқызуға болады. Олардың ішінде температура, ортаның рН-ы, иондық күші, электрлік өрісі және т. б. сияқты қоршаған ортаның параметрінің өзгеруінен ісінетін немесе жиырылатын стимулсезімтал полимерлер зерттеушілердің ерекше қызығушылығын тудыруда. Осындай полимерлердің медицинада (дәрілік заттардың бөлінуін реттейтін тасымалдағыш, эндопротезирлеуде конструкциялық материал ретінде), биотехнологияда (биологиялық нысаналарды тазалау және концентрлеу), ауыл шаруашылығында (топырақтың ылғалдылығын қадағалайтын реагент ретінде), мембраналық технологияда, электроникада, экологиялық мәселелерді шешуде және т. б. жағдайларда кеңінен қолданылуына байланысты, оларды алудың технологиясын жетілдіру өзекті мәселе болып табылады. Зертеушілерді сирек тігілген гельдер (50-400 буындары бір рет тігілген) қызықтырады. Олар гель құрайтын полимердің массасынан бірнеше есе көп мөлшерде еріткішті сіңіріп, өзінде ұстай алады (99%-ке дейін) . Гельдер құрамы негізінен сұйық болғанымен, олар қатты зат тәрізді өз қалпын сақтай алады. Оның себебі гель құрамына кіретін полимер гельдері өзара біртұтас тор - полимер торы болып тігілген. Сирек тігілген гельдерге тағы бір тән қасиет - коллапс, басқаша айтқанда қоршаған ортаның болмашы өзгеруінен өз көлемін кішірейту (температура, ортаның рН-ы, электр тоғы, иондық күш және т. б. ) . Сирек тігілген гельдердің ісінуге жоғары қабілеттілігі біріншіден гель буындарының арасында эффективті тебілу күші болуына негізделеді. Көбіне ол гельдердегі қозғалмалы қарама-қарсы иондардың осмос қысымдарының әсерінен болады. Коллапс сонымен қатар жеке гель буындарының арасында осмос қысымының әсеріне төтеп бере алатын тартылыс күшінің әсерінен де болады. Онда сыртқы факторлардың әсерінен буындардың арасындағы тартылыс күші күшейе түседі, нәтижесінде гельде абсорберленген еріткіш сыртқа шығарылады. Осы қасиетіне байланысты сирек тігілген гельдерді сезімтал (responsive gels) немесе стимул-сезімтал деп атайды. Сонымен тебу және тартылыс күштерінің нәтежесінде гельдер өз күйін өзгертеді, ісінеді немесе коллапс түзеді. Бұл қасиеттер сыртқы әсерлердің өзгеруімен реттеледі. Гельдердің сыртқы әсерге сезімталдығы химиялық құрамына, соның ішінде осы факторларға әсер ететін атомдар тобының болуына байланысты.

Дәрілік полимерлердің түрлері және олардың маңызы

Жоғары молекулалық қосылыстар атауы төмен молекулалық заттардан айрықшаланатын, молекулалық массасы сирек түрде бірнеше жүзге жететін, молекулалық массасы үлкен заттардан шыққан. Қазіргі уақытта молекулалық массасы 5000 - нан асатын және бірнеше миллионға жететін заттарды ЖМҚ- ға жатқызады. Полимердің бірнеше классификациясы бар. Шығу тегіне байланысты полимерлер табиғи, синтетикалық және жасанды болып бөлінеді. Табиғи полимерлер табиғатта дайын түрде кездеседі. Табиғи полимерлерге полисахаридтер, белоктар, нуклеин қышқылдары, каучук, пектиндер, аминқышқылдар жатады. Жасанды полимерлерді химиялық өндеу арқылы алады. Оларға целлюлозаның ксантогенаті, нитраті, ацетаті жатады. Синтетикалық полимерлерді, төмен молекулалық заттарды мономерлерді синтездеу арқылы алады. Макромолекула тізбектерінің құрылымына байланысты полимерлер үш топқа бөленеді: сызықты, тармақталған, торланған.

Асимметрия дәрежесі өте жоғары ұзын тізбекті макромолекулалар сызықты полимерлер деп аталады. Негізгі тізбектен жан жағына таралған тармақтары бар макромолекулалар тармақталған полимерлер деп аталады. Ұзын тізбекті макромолекулалар бір бірімен көлденен байланыстарымен қосылса, торланған немесе кеңістік полимерлер түзіледі. Полимерлердің спецификалық қасиеттері екі ерекшелікке негізделген: 1) байланыстың екі түрінін болуына - химиялық және молекулааралық; 2) буындардың ішкі айналуына байланысты тізбектердің иілгіштігі. ЖМҚ ерітінділері гомогенді, термодинамикалық тепе тендікті және агрегативті тұрақты жүйелер болып табылады. Бұл шынайы ерітінділер. Бірақ ЖМҚ ерітінділері ТМҚ ерітіділерінен ерекшеленеді: диффузияның төмен жылдамдығы, төмен осмостық қысым, жоғары тұтқырлық. Ерекше қасиеттерге ие: жарық шашырату, тиксотропия

Тиксотропия - изотермиялық жағдайда механикалық әсерден кейін өз құрылымын өздігінен қалыпына келтіру қабілеті. ЖМҚ еруі өздігінен жүреді, бірақ ерудін алдында ісінеді. Ісіну шексіз және шекті болып бөлінеді. Шексіз ісіну кезінде полимер келтірілген төрт сатыдан өтіп, толық ериді, яғни аяғында бір фазалы гомогенді ерітінді түзіледі. Шексіз ісіну сызықтық және тармақталған полимерге тән. Шекті ісінгенде полимер ерітіндіге толық өте алмайды, ісіну процесі екінші не үшінші сатыда тоқтап қалады. Ісіну процесі көптеген көрсеткіштерімен - ісіну дәрежесімен, ісіну жылдамдығымен, ісіну қысымымен және т. б. сипатталады.

Ісіну дәрежесі (α) полимердің ісінген кездегі массасының немесе көлемінің өсуі арқылы сипатталады:

$\alpha_{m} = \frac{m_{i} - m_{0}}{m_{0}} \bullet 100\%$ ; $\alpha_{k} = \frac{V_{i} - V_{0}}{V_{0}} \bullet 100\%$ (1)

Мұндағы m _i , m _о - стандартты полимер үлгісінің ісінгеннен кейінгі және бастапқы массасы, V _i , V ₀ - стандартты полимер үлгісінің ісінгеннен кейінгі және бастапқы көлемі. ЖМҚ ерітінділерінің тұрақсыздығы тұнбаға түсуіне, коацервацияға және сілікпе түзілуіне әкеледі. Электролиттер және еріткіштер емес әсерінен жүретін ЖМҚ ерітіндіден бөліну процесі тұндіру процесі деп аталады. ЖМҚ ерітіндісін бұзу үшін электролиттін жоғары концентрациясы қажет. ЖМҚ тұндыру процесінің негізінде дегидратация процесі жатады. Полимерді тез арада тұндыратын электролит концентрациясын ЖМҚ тұндыру шегі деп атайды. ЖМҚ тұндырудың маңызы зор. Оны ақуыздарды, полисахаридтерді және басқа заттарды фракционирлеу үшін қолданады. Фармацевтикалық технологияда тұндыруды ферменттік препараттар өндірісінде белоктардан қоспаларды немесе қажетті белокты бөліп алу үшін қолданады.

Коацервация. ЖМҚ ерітінділері тұрақсызданғанда коацерват - полимермен байытылған сұйық фазаның түзілуі мүмкін. Бұл белоктарға тән. Жүйе екі фазаға бөлінеді, біреуі еріткіштегі ЖМҚ ерітіндісі, ал екіншісі ЖМҚдағы ерітікіш ерітіндісі. Коацерват бастапқы ерітіндіде тамшы түрінде болуы немесе бірынғай қабат түзуі мүмкін. Коацервация процесіне төмен температура, ортаның рН өзгеруі, төменмолекулалық электролиттер әсерін тигізеді. Коацервацияны дәрілерді микрокапсулдауда қолданады.

Застудневание. ЖМҚ шекті ісіну немесе ЖМҚ ерітіндісінен еріткіштін жартылай булану нәтижесінде студеньдер түзіледі. Сонымен студеньді полимердің концентрлі ерітіндісі немесе шекті ісінген полимер ретінде қарастыруға болады. Студни - бұл гомогенді жүйелер. Ескіру кезінде синерезис (полимерлі тордың біртіндеп қысылуы және сұйық фазаның бөлінуі) кеселінен студеньдердің гомогендігі бұзылады. Синерезиз студеньннін көлемінің кішіреюуімен және тордың кеністік құрылымының тығыздалуымен жүреді. Синерезис - қан сұйылған кезде сыворотканың бөлінуі. Студень түзілу құбылысы дәрілік препараттар - жақпа майлар және супозиториялар, дәрілік заттар депосы, сорбенттер, мембраналар алу үшін кең қолданылады. Студеньдарды гельөткізгіш хроматография процесінде қосынды препараттарды бөлу кезінде, сонымен қатар тұзссыздырылған препараттар, сондайақ тұзсыздандырылған суды алуда қолданады.

Полимерлердің медицинадағы рөлі

Полимерлерге тән бағалы қасиеттердің арқасында жоғары молекулалы қосылыстардың медициналық мүмкіндіктері ұшаң-теңіз, қолданылу ауқымы да осыған сәйкес өте кең. Полимерлердің мұндай биологиялық құндылығының басты себебі - олардың табиғаты бойынша тірі организмдердің аса маңызды құрылымдық бірліктері-ақуыздар, көмірсулар, сондай-ақ, тіршілік үшін өте қажетті биологиялық заттар-ферменттер, нуклеин қышқылдары, гормондардың біразы, т. б. қосылыстармен ұқсастығында. Себебі олар да жоғары молекулалық қосылыстарға жатады.

Көп жылғы тәжірибелер мен зерттеулер нәтижелерін талдай келе және полимерлерге деген практикалық медицинаның сұранысын ескере отырып И. М. Рабинович келесі жіктемені ұсынды:

І топ. Ағзаға енгізуге арналған полимерлік материалдар.

• «ішкі протездер», пломбылар, жасанды мүшелер;

• желімдер;

• тігіс және таңғыш материалдар;

• плазма- қан алмастырғыштар, дезинтоксикаторлар, интерфероногендер, антидоттар;

• полимерлердің негізінде дайындалған дәрілік препараттар;

• дәрілік формалар, үлдірлер, капсулалар, микрокапсулалар, қосалқы заттар, т. с. с. технологиясында қолданылатын полимерлер.

ІІ топ. Ағзамен және оған енгізілетін заттармен түйісетін полимерлік материалдар:

• дәрілік заттарды, қан және плазма алмастырғыштарды орауға және сақтауға арналған материалдар мен ыдыстар;

• стоматологияда қолданылатын полимерлер;

• хирургиялық құралдар, шприцтер;

• медициналық аппараттар мен приборлардың тетіктері, оның ішінде жартылай өткізгіш мембраналар;

ІІІ топ. Ағзаға енгізілмейтін және ағзаға енетін заттармен түйіспейтін полимерлік материалдар.

• анатомия мен гистологияда қолданылатын полимерлер;

• аурулардың күтіміне байланысты бұйымдар;

• лабараториялық ыдыс, штативтер, т. б;

• операция бөлмелері, ауруханалар жабдықтары;

• көзілдірік оправалары мен линзалар;

• протездік-ортопедиялық бұйымдар;

• ауруханалық киім, төсек-орын керек-жарақтары;

Қолданылу саласына қарай бұл полимерлерге түрлі талаптар қойылады: материал ағза үшін мүлде зиянсыз, канцерогендік немесе аллергендік қасиеттер көрсетпеуі, биоүйлесімділік, уақыт өткен сайын өзгеріске ұшырамауы, денатурация тудырмауы, жеңіл өңделуі, бактерицидтік қасиеті болуы тиіс. Полимерлердің ағзаға улы әсер етуіне шешуші ықпал ететін факторлар олардың молекулалық массасы, молекулалық-массалық таралуы, композициялық, құрылымдық әртектілігі, тіпті полимер бөлшектерінің формасы. Біраз зерттеушілер полимердердің канцерогендік әсерлерінің себебі оның табиғатына емес, формасына, полимер бетінің морфологиясы мен құрылыс ерекшеліктеріне тікелей байланысты екенін анықтады. Мысалы, ұнтақ түрінде енгізілген полимер егеуқұйрықтардың 0, 9 %-нда қатерлі ісік тудырса, тақташа имплантантта ол көрсеткіш 27 %-ға жеткен. Саңылаулы тақташаларды қолданғанда 11 % ісік байқалса, тақташа көлемі ұлғаюы ісіктің жиілігін арттырады екен. Биоүйлесімділікке келетін болсақ, оның маңызды құрамдастары- полимердің ағзаға зиянсыз әсері, қанға зиянсыздығы, полимерлердің ыдырау өнімдерінің ағзаға зиянсыздығы.

Полимерлердің медицинада қолданылуы сан алуан екені белгілі. Негізінен олар тасымалдаушы рөлін атқарады. Ағзаға енгізу үрдісі қолайлы және тиісті терапиялық әсерді қамтамасыз етуі үшін дәрінің полимерлік туындысы суда еріп, тұрақты ерітінділер түзуі керек, себебі ағзада жүріп жатқан биохимиялық үрдістердің барлығы дерлік судағы ерітінділерде жүзеге асады. Сондықтан полимер-тасымалдаушыларға қойылатын ең басты талап¬ - олардың суда ерігіштігі, дәрілік формалардың басым көпшілігінің судағы ерітінділер немесе еритін қабілеті болуы заңды. Медициналық препараттар құрамында ағзада бір дүркін енгізу кезінде дәрілік заттың мөлшері өте аз, әдетте 1 граммнан аспайды, көбінесе дәрілік заттың белсенділігіне байланысты милиграмм, микрограмммен өлшенеді. Дәрілік бастаманың осындай аз ғана мөлшері ағзада тиімді әсер етуі үшін оңтайлы дәрілік формаға айналдыру керек. Мұндай дәрілік формалардың қатарына таблеткалар, инъекциялық ерітінділер, ұнтақтар, т. с. с. жатады. Бұларда полимерлер қосалқы материалдар ретінде, жақпа майлар, суппозиторийлер негіздері, аэрозольдер, таблеткалар толтырғыштары, дәнекерлеушілері, қопсытқыштары, дәрілік формалардың қорғаныш қабықтары, эмульсиялар, суспензиялар тұрақтандырғыштары, дәрілік заттарды пролонгациялайтын полимерлер түрінде қолданады. Атап айтқанда антибиотиктердің, туберкулезге қарсы дәрілік заттардың, қатерлі ісікке қарсы арналған дәрілік заттардың, анестезиялық, т. б. дәрілік заттардың полимерлік туындылары ретінде қолданылады. Антибиотиктерді полимерлермен байланыстыра қолданудың себебі, соңғы жылдары антибиотиктердің әсеріне тұрақты бактериялардың штаммдары пайда болып, кең таралуына байланысты. Бактериялардың тұрақтылығының маңызды факторлары: бактерия жасушалары қабықшасының өткізгіштігі төмендеп, оларға антибиотиктер тасымалдануының төмендеуі, бактериялардың антибиотиктердің құрылымын бұзатын айрықша ферменттер бөліп шығаруы, мысалы, пенициллиннің әсерін жоятын пенициллиназа ферменті болып табылады. Бұл ферменттерге әлдеқайда тұрақты ампициллиннің біріншілік амин тобы арқылы бірқатар гидролиздік тұрақтылығы әр түрлі ковалентті байланыстармен байланысқан полимерлік препараттар алынды. Полимерлік антибактериялық препараттардың ішінде туберкулезге қарсы дәрілік заттардың маңызы зор. Мұнда полимерлік негіз ретінде деструкцияланатын декстран полисахаридтері және синтетикалық-винилпирролидон, винил спирті негізіндегі полимерлер қолданылады. Периодаттық әдіспен тотықтырылған табиғи полисахаридтер-декстран, крахмал, инулин, амилоза, альгин қышқылына азометин, күрделі эфирлік, амин, альдимин байланыстары арқылы ИНКГ (изоникотин қышқылының гидразиді) ковалентті бекітілді. Полимерлік препаратардың туберкулостатикалық белсенділігі бастапқы дәрімен салыстырғанда азометин байланысында 2-3 есе, күрделі эфирлік байланыс оған қарағанда беріктеу, бірақ белсенділігі 30 есе төмен, ал берік амин байланысымен байланысқан препарат енжарлық танытты. Қатерлі ісікке қарсы күрестің бір ұтымды жолы-дәрілік затты биодеструкцияланатын полимерлік негіздің құрамына енгізіп, алынған полимерлік препаратты дертті нысана-ағзаға имплантациялау. Полимерлік негіз ретінде полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, 2, 4-толуилендиизоцианат қоспасынан синтезделінген полиуретан қолданылады. Рак ауруларын химия және радиотерапиялық емдеу курстарында пероралдық әдіспен қолдануға арналған цис-платина жаңа перпараты алынды. Ол үшін цис-платина және қажетті қосалқы заттар-ББЗ, пластификаторлар, сырғытқыш қоспалар экструзиялық жолмен түйіршіктеліп, ішек-асқазан жолында суда ерігіш полимерлер-полиэтиленгликоль, целлюлоза туындылары, акрил және метакрил қышқылдары сополимерлерімен қапталады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.