Полимерлік гель

Кіріспе

Соңғы жылдары полимерлік гельдер деп аталатын суда ісінетін, жаңа, аса бағалы қасиеттерге ие материалдар зерттеушілер тарапынан үлкен қызығушылық тудыруда. Бұл материадардың қолданылу ауқымы өте кең, атап айтсақ, ауыл шаруашылығы (ылғал ұстау және топырақтарда құрылым түзілу), мұнай өндірісі, медицина (таңғыш материалдар, дәрілік заттардың бақылаулы бөлінуі), электроника (дисплейлер, сенсорлар, датчиктер), т.с.с. Гелъдердің құндылығы оларға тән ерекше екі қасиетіне байланысты:
1) Гельдер еріткіштің шамадан тыс мөлшерін сіңіре алады, яғни суперабсорциялық қасиеті бар.
2) Гельдер қоршаған орта жағдайының (температура, рН, иондық күш, электр өрісі, еріткіштің табиғаты, т.б.) әсеріне өзінің көлемін ондаган, жүздеген есе қайтымды өзгерту (ісіну-жиырылу, коллапс-деколлапс) арқылы жауап береді. Полимерлік гельдерді мұндай ерекше қасиеттері үшін "ақылды материалдар", "сезімтал материалдар" ("Smart or intelligent materials", "responsive dels") деп те атайды.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 24 бет
Таңдаулыға:

Химияның практикалық маңызы

Полимерлік гель

Орындаған: Бағаділов Эльдар
Химияның практикалық маңызы

Химиялық заттардың құрамын, құрылысын, қасиеттерін және
олардың бір-біріне айналуын зерттейді.
Алғаш рет химияның анықтамасын ғылым ретінде Л.В.Ломоносов
берді: Химия ғылымы денелердің қасиеттерін және өзгерулерін
қарастырады, денелердің құрамын, заттардың химиялық өзгерулер
кезінде не болатындығының себебін түсіндіреді. Байқап отырсақ,
Ломоносов анықтаған химияның міндеттері қазіргі кездегіге жақын
екен.
Химияның ең маңызды міндеттерінің бірі – қасиеттері алдын-
ала белгілі заттарды алу, өндірістік кәсіпорындарды
интенсивтендіру және химиялық өзгерулердің қалдықсыз
технологиясын жасау.
Химияның бізге беретін пайдасы көп, соның ішінде менің
жазғым келгені полимерлік гельдер жайлы.

ДӘРІЛІК ЗАТТАРДЫ ПОЛИМЕРЛІК ГЕЛЬДЕРДЕ ИММОБИЛИЗАЦИЯЛАУ

Полимерлік гельдер жайлы жалпы мағлұматтар

Соңғы жылдары полимерлік гельдер деп аталатын суда ісінетін, жаңа, аса
бағалы қасиеттерге ие материалдар зерттеушілер тарапынан үлкен қызығушылық
тудыруда. Бұл материадардың қолданылу ауқымы өте кең, атап айтсақ, ауыл
шаруашылығы (ылғал ұстау және топырақтарда құрылым түзілу), мұнай өндірісі,
медицина (таңғыш материалдар, дәрілік заттардың бақылаулы бөлінуі),
электроника (дисплейлер, сенсорлар, датчиктер), т.с.с. Гелъдердің құндылығы
оларға тән ерекше екі қасиетіне байланысты:
1) Гельдер еріткіштің шамадан тыс мөлшерін сіңіре алады, яғни
суперабсорциялық қасиеті бар.
2) Гельдер қоршаған орта жағдайының (температура, рН, иондық күш,
электр өрісі, еріткіштің табиғаты, т.б.) әсеріне өзінің көлемін
ондаган, жүздеген есе қайтымды өзгерту (ісіну-жиырылу, коллапс-
деколлапс) арқылы жауап береді. Полимерлік гельдерді мұндай ерекше
қасиеттері үшін "ақылды материалдар", "сезімтал материалдар" ("Smart
or intelligent materials", "responsive dels") деп те атайды.
Полимерлік гельдердің мұндай ерекше қасиеттерінің сырын түсіну үшін
олардың табиғатын қарастырайық. Полимерлік гельдер деп бір-бірімен химиялық
байланысқан ұзын тізбекгі макромолекулалардан тұратын, үш өлшемді
кеңістіктік құрылымды жоғары молекулалы қосылыстарды айтады. Олар шығу
тегіне қарай табиғи, синтетикалық болып келеді. Макромолекулалық тізбекгі
көлденең тігу өлсіз байланыстар (гидрофобтық, сутектік байланыстар арқылы,
мицеллалар, мультиплеттер, кристаллиттер) немесе берік ковалентті
байланыстар арқылы жүзеге асуы мүмкін. Бұлардың алғашқысы физикалық
(псевдогельдер), соңғысы химиялық гельдер деп аталады. Полимерлік тізбекгі
тігуші байланыстардың жиілігіне қарай иониттер (жиі тігілген) және гельдер
(сирек тігілген) болып бөлінеді. Жиі тігілген гельдер ион-алмастырғыш
сорбенттер ретінде кеңінен қолданыс тапты. Ал соңғы кезде 50-400 мономерлік
буынға 1 көлденең тігіс келетін сирек тігілген гельдердің маңызы артып тұр.
Біздің қарастырғалы отырғанымыз да осылар. Оған себепкер болып тұрған
ерешеліктерінің бірі - ісінгіштікке тоқталайық.
Макромолекулалардың ұзындығы өте үлкен болғандықтан гельдер созылғыштық
қасиеті өте дамыған полимерлік торларды құрады. Гельдердің суда ерігіш
теңдестерінен басты айырмашылығы да осында - олар еріткіштің шамадан тыс
мөлшерін (1 г құрғақ гель бірнеше килограмға дейін еріткішті сіңіре алады)
және еріген кіші молекулалы қосылыстарды жұта алады. Еріткіштің қызметін
көбінесе су атқарады, ал суда ісінетін гельдер - гидрогельдер деп аталады.
Гельдердің суда осылайша аса қатты ісіну қабілеті олардың құрылымында
ионогенді (-СООН, -NH2, -SO3H, т.с.с.) және полярлы (-С=О, -ОН, -С-О-С-,
т.б.) гидрофильді функционалдық топтардың болуына байланысты. Олар, бір
жағынан, полимердің суға ынтықтығына жауапты болып, сумен ерекеттесуін
мүмкін етсе, екінші жағынан, су ерітінділерінде ионданып, полимер
тізбегінде зарядталған учаскелердің пайда болуына және қарсы иондардың
тігілу түйіндері арасындағы кеңістікке босап шығуына әкеледі. Міне, осы
соңғы айтылған жағдайдан гельдердің суда шамадан тыс ісінуше себепкер
болатын негізгі екі факторды бөліп айтуға болады:
1. Ісінудің электростатикалық компоненті. Функционалдық топтардың
суда диссоциациялануынан пайда болған, полимерлік тізбекпен
ковалентті байланысқан аттас зарядтар бір-бірінен тебіліп,
макромолеқуланың жазылуын, осыған сәйкес "полиэлектролиттік ісінуді"
тудырады.
2. Ісінудің осмостық компоненті. Функционалдық топтардың иондануы
нәтижесінде түзілген қарсы иондар полимерлік торды іштен кернеп, гель
фазасындағы осмос қысымын қатты өсіреді. Осының нәтижесінде полимерлік
тордың қабырғасына іштен қысым түсіп, гельдің ісінуіне әкеледі.
Ісінудің физика-химиялық моделі мына жұмыста ұсынылған. Бұл модель
жүйенің бос энергиясы өзгеруі үш фактор есебінен жүзеге асады деп
есептейді: 1) гельдің ішіндегі қозғалғыш қарсы иондардың осмос қысымы
(Доннан теориясы); 2) полимердің еріткішпен араласуы (Флори-Хаггинс
теориясы); 3) макромолекулалардың созылып, бос энергияны кебейтуі. Бұл,
түптеп келгенде ісінудің шектік дөрежесін анықтайды. Мысалы, полимердің
жақсы еріткішпен араласып, энтропияны көбейтуі гельдің ісінгшітігін
арттырады. Егер еріткіш нашар болса, энтропия ұтысы жеткіліксіз, гель
ісінбейді. Полимерлік тор ісінгеңце макромолекулалардың созылуы эластикалық
теориясымен сипатталады. Бұл теория бойынша, полимерлік тор еркін гаусс
конформациясында тұрған көлденең тігілген полимерлік тізбектерден құралған.
Ескеретін нәрсе, ісінудің физика-химиялық моделі әлсіз зарядты гельдерді
ғана жақсы сипаттайды.
Ісінудің негізгі қозғаушы күші полиэлектролиттің сумен араласып
иондануына байланысты екенін байқап тұрмыз. Сондықтан, полимерлік гельдің
ісінгіштік қабілеті иондану дәрежесіне, Функционалдық топтың полярлығына,
яғни полиэлектролиттің күшіне тәуелді. Ісіну дәрежесі өте жоғары гельдер
суперабсорбенттер деп аталады. Оларға, әдетте, ісіну дәрежесі а20, яғни өз
салмағынан 20 есе және одан да көп суды сіңіре алатын гельдер, (ПАҚ, ПМАҚ,
ПАА, т.б.) жатады. Гельдердің тағы бір маңызды
ерекшелігі, құрамында еріткіштің өте көптігіне қарамастан (≈
99,9%), қатты денелер тәрізді пішінін сақтау қасиеті. Бұл - гель
құрамындағы полимерлік тізбектердің өзара тігіліп, біртұтас каркас -
полимерлік тор түзілуінің нәтижесі.
Ісінуге қарама-қарсы құбылыс - гельдердің жиырылуы (коллапс). Коллапсты
тудыру үшін гельді ісіндіретін электростатикалық және осмос күштеріне төтеп
беріп, қарсы тұра алатын, гельдің жеке бөліктері арасындағы тартылыс
күштері қажет. Тартылыс күштерінің күшеюуін әр түрлі сыртқы факторлар:
температура, ортаның рН-ы, термодинамикалық нашар еріткштің, ББЗ-тың,
сызықтық полимердің қосылуы, жарықтың, электр өрісінің әсері, т.с.с.
тудыруы мүмкін. Бұл кезде гельдің жиырылуы қайтымды және өте ересендігі
сонша, тіпті жай көзбен де байқалады. Коллапс гель зарядының тығыздығына
байланысты секірмелі және үздіксіз түрде орындалуы мүмкін. Бұл құбылыс
сызықтық полимерлерде кездесетін "шумақ-домалақ" конформациялық айналымына
баланады және бірінші текті фазалық айналым ретінде қарастыруға болады.
Полимерлік гельдердің ісіну-жиырылу қасиеттеріне тордың жиілігі, яғни
гельдің тігілу дәрежесі де үлкен әсер етеді. Тігілу дәрежесі артқан сайын
ісінгіштіктің кемитіні өзінен-өзі түсінікті. Бір қызығы, тігілу дәрежесі әр
түрлі гельдердің сыртқы фактордың әсерінен, айталық комплекс түзілу
барысында, коллапсы әр түрлі сипатқа ие болады екен. Авторлардың пікірі
бойынша, ісінген және коллапсқа түскен қүйлерге екі бос энергия минимумы
тән және олар өзара потенциалдық кедергі арқылы бөлінеді. Бұл кедергі
гельдің тігілу жиілігі азайған сайын өсе береді. Тігілу дәрежесінің азаюы
белгілі бір шамаға жеткенде потенциалдық кедергінің үлкеюі сондай, гельдің
екі күйін де (ісінген, жиырылған) тұрақты деп қарастыруға болады. Осының
нәтижесінде тігілу дәрежесі төмен гельдер секірмелі түрде коллапсқа түссе,
жиі тігілген гельдер - біртіндеп қана сығылады (контракция).
Сонымен, полимерлік гельдердің аса маңызды қасиеті - ісіну-жиырылу
бәсекелесе әсер ететін тартылыс және тебіліс күштерінің арақатынасымен
анықталатыны белгілі бодцы. Енді осы құбылысты қажетті бағытқа бұру
әдістерін меңгеру үшін оны тудыратын күштердің табиғатын қарастырайық.
Бейионогенді гельдердің қасиеттері негізінен бейкулондық
әрекеттесулерге: Ван-дер-ваальс күштері, гидрофобтық әрекеттесулер,
сутектік байланыстар, тәуелді.
Ван-дер-ваальс күштері зарядсыз атомдар немесе молекулалардың диполь
моменттері арасындағы әрекеттесуді сипаттайды. Ван-дер-ваальс күштерінің
энергиясы шамалы, 4 қДжмоль маңында. Бұл әрекеттесулерді күшейту үшін
термодинамикалық нашар ерітінді қосуға болады.
Сутектік байланыстардың күші едәуір көп, энергиясы 12-38 кДжмоль.
Әдетте жекелеген сутектік байланыстар гельдің күйін айтарлықтай өзгерте
алмайды. Сутектік байланыстардың әсері кооперативті сипатта, яғни сутектік
байланыстар жүйесі қалыптасқанда жақсы сезіледі.
Гидрофобтык өрекеттесулер су ерітінділерінде гидрофобты
көмірсутек радикалдары арасында жүзеге асады. Энергиясы бойынша сутектік
байланыстармен шамалас немесе аздап темен [6]. Гидрофобтық
әрекеттесулердің мәні мынада: гидрофобты топтар су ортасына түскен кезде
олардың айналасында су молекулаларының құрылым түзуі (сутектік
байланыстар есебінен) күшейеді. Оның себебі, гидрофобты ортаның
диэлектрлік өткізгіштігі төмен болғандықтан электрлік
потенциал жоғарылайды. Су молекулаларының бұлайша құрылым
түзуі энтропиялық тұрғыдан тиімсіз. Сондықтан гидрофобты учаскелер
сумен түйісу бетінің ауданын азайту үшін өзара жақындасып, бірігеді.
Қазіргі заманғы көзқарас бойынша гидрофобтық әрекеттесулер
молекулалардың жылулық қозғалысымен тығыз байланысты. Басқаша айтсақ,
жүйенің жалпы бос энергиясына энтропияның қосатын үлесі температура
жоғарылаған сайын көбейетін болғандықтан гидрофобтық
әрекеттесулер температура көтерілген сайын күшейеді. Демек, гидрофобтық
әрекеттесулердің интенсивтілігін, күшін температура арқылы
реттеуге болады. Сонымен қатар, гидрофобтық әрекеттесулерді басқарудың
тағы бір тетігі - гидрофильді-гидрофобты баланс. Көмірсутек радикалы
неғұрлым үлкен болса, гидрофобтық әрекеттесулер соғұрлым күшті және
керісінше. Бір СН2-тобын Судан гидрофобты көмірсутек ортасына тасымалдау
кезінде бос энергия ұтысы 1,29 кТ тең екені белгілі. Бір ескеретін нәрсе,
бейкулондық әрекеттесу күштері әлсіз делінгенмен, полимерлік
тордың қасиеттерінде, құрылымында, комплекс түзу қабілетінде, сорбциялық
қасиеттерінде, т.б. аса маңызды роль атқарады. Бұл әлсіз әрекеттесулер
тірі табиғатта да, мысалы, ақуыздардың және нуклеин қышқылдарының
екінші, үшінші реттік құрылым деңгейлері қалыптасуында көрнекі
орын алады.
Иондық гельдердің қасиеттері үшін электростатикалық күштердің ролі
үлкен. Әсіресе, күшті полиэлектолиттік гельдерде электростатикалық
әрекеттесу шешуші фактор болып табылады. Ал, әлсіз полиэлектролиттерде,
зарядты функционалдық топтардың иондану дәрежесіне қарай электростатикалық
әрекеттесумен қатар бейкулондық күштердің негізгі үш құрамдасы ретінде мына
факторларды бөліп айтуға болады: қарсы иондардың тасымалдану энтропиясы;
зарядталған топтардың кулондық әрекеттесуі; иондық жұптар мен
мультиплеттердің түзілуі.
Қарсы иондардың тасымалдану энтропиясы жоғарыда айтып өткен
полиэлектролиттік гельдің су ерітінділерінде диссоциацияланып, қарсы иондар
түзуіне байланысты (3.1 сурет). Тасымалдану энтропиясы тұрғысынан қарсы
иондарға неғұрлым үлкен көлемге таралғаны тиімді. Алайда, гель біртұтас
алғанда электр бейтараптығын сақтауы тиіс. Сондықтан қарсы иондар гель
көлемінен дебай ұзындығынан алыстап кете алмайды. Бұның нәтижесінде пайда
болған қарсы иондар гель фазасында осмос қысымын арттырып, гельдің ісінуін
тудырады.

3.1 сурет. Полиэлектролиттік гельдің сызбанұсқасы. Оның құрамында
зарядталған буындар мен гель көлемінде еркін қозғалып жүретін кіші
молекулалы қарсы иондар бар.

Бос иондар

Кулондық әрекеттесулердің гель көлеміндегі атқаратын негізгі ролі -
қарсы иондарын диссоциация нәтижесінде бөліп шығарған зарядталған
полимерлік тізбек учаскелерінің бір-бірінен тебілуіне келіп саяды.
Ескеретін нәрсе, әлсіз және күшті полиэлектролиттік гельдер үшін бұл
құбылыстың сипаты әр түрлі дәрежеде байқалады. Айталық, әлсіз зарядты
гельдерде кулоңдық тебілу күштеріне Карағанда қарсы иондардың тасымалдану
энтропиясы басымдық танытса, күшті полиэлектролиттік гельдерде күшті
кулондық әрекеттесулер тізбектің қосымша электростатикалық қаттылығын
қамтамасыз етіп, қарсы иондардың тізбек маңына шоғырлануын тудыруы мүмкін.
Иондық жұптар мен мультиплеттер әлсіз Полиэлектролиттік гельдерде және
полярлығы төмен еріткіштерде түзіледі. Бұл жағдайда қарсы иондар бос емес,
тізбектің зарядталған топтарымен иондық жүптарға бірігеді (3.2 сурет).
Иондық жұптар түзілу энергиясы 10- 25 кТ аралығында және гельдердің
қасиетіне тымтәуір ықпалын тигізеді. Иондық жұптардың бірігуінен пайда
болған мультиплеттер гельге қосымша тігуші агент тәрізді әсер етеді.

Полимерлік гельдердің медициналық қолданылу алғышарттары

Полимерлік гельдер медицинада көптеген мақсаттарда, оның ішінде
дәрілік заттардың бақылаулы бөлінуін реттеу үшін,
қолданылады. Оған гельдерге тән өте бағалы қасиеттер себепкер. Сызықтық
полимерлердің барлық пайдалы қасиеттеріне ие бола отырып, гельдердің
көптеген маңызды ерекшеліктері бар. Атап айтар болсақ, ісіну қабілетіне
сәйкес, гельдер жаралардан бөлінетін іріңді сұйықтықтар мен
экссудаттарды сіңіріп алады, дәрінің әсер ету мерзімін ұзарту
мүмкіндігі жоғары, қолданудың ыңғайлылығы (таңғыш материалдар,
жайсыз процедура - инъекцияның қажеті болмайды, суға ынтықтығы жоғары
болғандықтын жағылған дәрінің жаңа өсіп келе жатқан ұлпаны зақымдамай
аластау мүмкіндігі, т.б.). Осыған байланысты, полимерлік гельдерден жұмсақ
түйісу линзалары, дәрілік бастаманың бақылаулы және ұзақ уақыт бөлінуін
қамтамасыз ететін дәрілік формалар, трансдермальда терапевтік
жүйелер дайындау мүмкіндіктері зерттелді. Құрамында көп мөлшерде
тепе-теңдікті судың болуы гельдерді құрылымы бойынша адам
организмімен өте ұқсас етеді. Мұның өзі полимерлік гельдерге таңғажайып
биоүйлесімділік береді. Гельдердің жұмсақтығы, мөлдірлігі оларды
медициналық практикада өзекті мәселелердің бірі - ашық жараларды,
күйіктерді жарақаттамай және емдеу барысында болып жатқан өзгерістерді
кере отырып, табысты емдеудің кепілі. Сонымен қатар, маңызды мәселелердің
бірі - таңғыш материалдар мәселесі. Полимерлік гельдердің көптеп
зерттелуіне және ұсынылуына қарамастан әлемдік медициналық практикада,
негізінен, мақта-мата және вискозадан жасалған таңғыш материалдар (дәкелер,
мақта) қолданылуда. Ал, олар сіңіру қасиеті бойынша талаптарға сай емес,
төмен. Айталық, хирургиялық мақтаның сорбциялық қабілеті 14 гг аспайды, ал
дәке көбінесе гидрофобты болып шығады.
Полимерлік гельдер негізіндегі дәрілік формалардың тағы бір маңызды
артықшылығы, бұл әсіресе өздігінен құрылым түзе алатын полимерлерден
алынған физикалық гельдерге тән, өздігінен таралып, организмге сіңіп кетуі.
Гельдердің бұл қасиеті тіс ауруларын емдеуде, макромолекулалық терапевтік
жүйелерді организмге имплантациялык енгізу үшін қолайлы болып табылады.
Дәрілік заттың полимерлік негізбен гель фазасында байланысу табиғаты
бұған дейін қарастырылған суда еритін полимерлермен ұқсас, полимердің және
дәрілік заттың табиғатына қарай электростатикалық, гидрофобтық, сутектік
байланыс күштері арқылы жүзеге асады. Айырмашылығы, торлы полимерлерде
әрекеттесудің таңдамалылығы артатыны байқалады. Оның себебі, химиялық және
физикалық тігілу түйіндері түзіліп, байланыстың бірнеше түйінмен бірдей
түзілу мүмкіндігімен, яғни полифункционалды сипатымен, түсіндіріледі.
Қасиеттері бойынша, сирек тігілген гельдер иониттерге қарағанда сызықтық
полимерлерге көбірек ұқсайтын көрінеді. Мұндай өзіндік қасиеттердің
қатарына гельдердің тігілу түйіндері арасындағы полимерлік тізбектерінің
конформациялық жинақылығы жатады. Алайда, ескеретін жағдай, торлы жүйелерде
эластикалық үлестің жүйенің бос энергиясына тигізетін әсері суда еритін
полимерлерге қарағанда қомақтырақ келеді. Мұның өзі кинетикалық тұрғыдан
микро- және макроскопиялық деңгейлерде тиісті көрінісін табады.
Сонымен бірге, торлы құрылымның тағы бір ерекшелігі, гидролиз
нәтижесінде полимер-негізден босанған дәрі молекулаларының гель фазасынан
қоршаған ортаға шығуы үшін де біраз уақыт керек. Ол дәрі молекуласының гель
ішінде диффузиялану жылдамдығымен анықталады. Суда еритін полимерлерге
қарағанда гельдердің пролонгациялау қабілетінің жоғары болу сыры осында
жатса керек.
Полимерлік гельдердің дәрілік заттарды иммобилизациялау үшін маңызды ең
негізгі ерекшелігі - қоршаған ортаның әсеріне сезімталдығы. Гельдердің осы
қасиеті оларды дәрілік заттардың полимерлік негізден әрі пролонгациялық,
әрі бақылаулы бөлінуін реттеудің өте қарапайым және маңызды құралы болып
табылады: гельдің ісініп, көлемінің ұлғаюы немесе жиырылып (коллапс),
тығыздалуына сәйкес онымен байланысқан дәрінің гель фазасынан бөлініп шығуы
жылдамдайды немесе тежеледі. Бұған соңғы жылдары сезімтал полимерлік
гельдердің түрі мен саны, сондай-ақ гельдің осындай жауап-реақциясын
тудыратын "түрткі" немесе "тітіркендіргіштердің" түрі кебеюі де игі әсерін
тигізуде. Бастапқы кезде "тітіркендіргіш" қызметін температура немесе
еріткіштің термодинамикалық сапасы атқарған болса, қазіргі кезде ондай
факторлар сандық және сапалық жағынан айтарлықтай байыды: ортаның рН-ы,
жарықтың күші, электр және магнит өрістері, биохимиялық белсенді
қосылыстар, т.б. Бұл бағыттағы ізденістердің мүмкіндігі шексіз.
Дәрілік зат молекулаларының полимер-негізден бөлініп шығуын бақылауда
гельдердің сезімталдығын пайдаланудың мәнісі - актавті бастаманың сыртқы
ерітіндіге диффузиялану жылдамдығын реттеуге саяды. Бұл параметрді реттеуде
гельдердік аса маңызды сипаттамасы деп жоғарыда айтқан сыртқы орта
шарттарының өзгеруіне көлемінің ұлгаю-жиырылуымен жауап беретін қасиетін
қолданған өте қолайлы. Мұндай қасиеттерге ие гельдерді түрткі-сезімтал
(түрткі - стимул) деп атайды, ал әсер етуші түрткінің түріне қарай рН-
сезімтал, термо-сезімтал, ион-сезімтал, жарық-сезімтал, т.с.с. гельдер деп
бөлінеді. Дәрінің түрткі-сезімтал гельдерден бөлініп шығуын бақылау
былайша жүзеге асырылады: гель ісініп, көлемі ұлғайғанда оның көлеміндегі
дәрі молекулаларының диффузиясы жылдамдап, гель фазасынан босап шығуы
оңайласа, гельдің сығылуы - дәрінің полимерлік тордан шығуын
қиындатады немесе мүлдем тоқтатады.
Адам организмінің ерекшеліктеріне байланысты гельдердің
түрткі-сезімталдығын сәтті қолдануға болады. Олай дейтініміз, ауруға
шалдыққан организмде әр түрлі патологиялық өзгерістер: рН-өзгеруі, қызу
көтерілуі, белгілі бір заттардың қонцентрациясының өзгеруі, т.с.с.
орын алады. Осыған байланысты, организмдегі патологиялық
процестер гельге әсер етуші түрты ретінде пайдаланылатын
терапевтік жүйелер жасауға мүмкіндік бар. Сонымен қатар, адамның ас қорыту
мүшелерінде әр түрлі рН орын алатыны белгілі. Мысалы, асқазанда
қышқылдық орта (рН1,4), ішекте бейтарапқа жақын (рН=6,7-г7,4).
Бұл жағдайда рН-сезімтал гельдерді дәрі тасымалдаушы ретінде қолдану
дәрінің бақылаулы бөлінуін қамтамасыз етіп қана қоймай, дәріні
діттеген жерге жеткізуге, яғни бағытталған тасымалға қол жеткізеді.
Негізгі түрткі- сезімтал гельдердің сипаттамаларына тоқталайық.
рН-сезімтал гельдерді алу үшін әлсіз немесе күшті қышқылдың және
негіздік фунқционалдық топтары бар мономерлер қолданылады. 3.1 кестеде осы
мақсатта жиі қолданылатын мономерлер қелтірілген.
Қышқылдық гельдер сілтілік ортада ісінеді де, қышқылдық ортада
жиырылады. Негіздік гельдер болса, керісінше, сілтілік ортада жиырылады да,
қышқылдық ортада коллапсқа ұшырайды. Ал, амфолиттік гельдер изоэлектрлік
нүкте маңында барынша тығыздалып, одан жоғарғы және төменгі аймақта сәйкес
фунқционалдық тобының иондануына сәйкес ісінеді. Көрнекілік үшін қышқылдық
гельге иммобилизацияланған дәріні қарастырайық. Мұндай дәрілік гель
асқазанның қышқылдық рН-ында жиырылып, дәрінің бөлінуін тежейді. Ал, ішекке
түскен гель әлсіз сілтілік ортада ісініп, өз көлеміндегі дәріні босатады.
Демек, мұндай жүйені дәріні ішекке тасымалдау үшін қолдануға болады.
3.1 кесте
рН-сезімтал полимерлер мен гельдерді алу үшін қолданылатын мономерлер
[5]
Гельдің типі Мономер рН-сезімтал топ
Қышқылдық Метакрил қышқылы -СООН
Акрил қышқылы
Малеин қышқылы
М-акриоил-п-аминобензой қышқылы
Стиролсульфонат -SO3Na
Сульфоксиэтилметакрилат - SO3H
Сілтілік Аминоэтилметакрилат -NH2
Д^етиламиноэтилметакрила -N(CH3)2
Диэтиламиноэтилметакрила - N(C2H5)2
Винилпиридин -NC5H4
Винилбензоилтриметиламмоний хлорид -N(CH3)3+Cl-

Кейде гельдердің рН-сезімталдығы керісінше, ауыз қуысын дәрінің
жағымсыз, ащы дәмінен, немесе асқазанды дәрінің зияңды әсерінен қорғау үшін
пайдаланылады. Мысалы, бейтарап ортада ерімейтін диэтиламиноэтилметакрилат
және метилметакрилаттың немесе бутилметакрилаттың сополимерлері дәріні ауыз
сілекейінде еруден қорғау үшін, ал қышқылдық, гель қабынуға қарсы дәрі
индометациннің зиянды әсерінен (тесіп жіберуі мүмкін) асқазанды қорғау үшін
қолданылған.
Қазіргі кезде әлемде бірқатар рН-сезімтал полимерлердің өнеркәсіптік
өндірісі жолға қойылған (3.2 кесте).
Термосезімтал гельдер алудың негізінде полимерлердің гидрофильді-
гидрофобты балансы жатыр. Таратып айтар болсақ, торлы полимерлердің
кеңістіктік құрылымы, физика-химиялық қасиеттері жоғарыда қарастырылған
төрт түрлі әрекеттесу күштерімен, дәлірек айтқанда, солардың ара-
қатынасымен анықталады. Ал, олар өз кезегінде полимерлік тізбектің
гидрофилъді және гидрофобты учаскелерінің ара-қатынасына тәуелді.
Полимерлік тізбектің аттас зарядтарының электростатикалық тебілуі, кіші
молекулалы қарсы иондар туғызатын осмос қысымы полимерлік торды созып,
ісіндіретін күштер. Ван-дер-ваальс күштері, сутекгік байланыстар,
гидрофобтық әрекеттесулер ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.