Техника - молодёжи 1986-06, страница 32

•веществом, так называемым гидрогелем? Для этого надо пропустить через гидрогель плазму крови, из нее гепарин должен осаждаться на гидрогеле. Попробовали — получилось. С одной стороны, гепарин из студнеобразной гидро-гельной матрицы никуда не мог деться, с другой — он был способен слегка перемещаться. Представьте себе реку, на дне которой растут водоросли. Они прочно закреплены в грунте и в то же время — подвижны, изгибаются в потоке воды. Вот подобно им и зафиксированы в гидрогеле подвижные молекулы гепарина, сохраняющие свою активность. Аналогичным образом можно помещать в мягкую матрицу и другие биоспецифические вещества, взаимодействующие с теми или иными компонентами крови. Вероятно, это наиболее перспективный путь создания полноценных гемосовместимых полимеров. Эксперименты на животных покажут, насколько справедливо такое предположение.

Проблемой гемосовместимости до последнего времени занимались химики и хирурги. Они главное внимание уделяли полимерам, а между тем второй участник «пограничного конфликта» — кровь,— контактируя с чужеродным телом, также подвергается изменениям. Сейчас к исследованиям с полимерными протезами подключились гематологи Их участие, несомненно, принесет большую пользу.

ДОЛГОВЕЧНЫЕ И ПРОЧНЫЕ

Химики работают и над еще одной, очень важной в химии биополимеров проблемой продления срока службы синтетических имплантатов.

Известен, например, такой случай. Раньше обширные грыжи лечили с помощью капроновых трикотажных сеток (забегая вперед, отметим, что сейчас их заменили на лавсановые), к которым при операции пришивали поврежденную мышцу. Так вот, у одного пациента, перенесшего такую операцию, хирурги обнаружили: сетка исчезла, она полностью разрушилась, это грозило рецидивом болезни...

На какие фрагменты и с какой скоростью распадаются искусственные материалы, каким образом они выводятся из организма? Для того чтобы ответить на эти вопросы,

необходимо создать полимеры, которые были бы видны на рентгеновских снимках (сейчас почти все используемые эндопротезы для рентгеновских лучей «прозрачны»). Кое-что в этом направлении уже сделано. Например, в Центральном институте травматологии и ортопедии имени Н. И. Приорова разработаны искусственные рентгено-контрастные связки, а в Московском институте тонкой химической технологии имени М. В. Ломоносова — трубки и катетеры.

Какие же полимеры меньше всего разрушаются (биодеградируют) под воздействием физиологически активных веществ крови? Опыт показывает: это полиэфиры — лавсаны, а также дакрон, тефлон и другие. Срок их службы — десятки лет. Сейчас мы ведем поиск новых композиционных материалов, которые будут еще долговечнее.

Насколько совершенны существующие ныне полимерные протезы живых органов и тканей? Например, протезы кости, сделаны ли они из титана или из полипропилена, монолитны. В местах контакта «живого» с «искусственным» неизбежно концентрируются напряжения, и рано или поздно (первое, к сожалению, случается чаще) это приводит к разрушению костной ткани. Разумеется, не при спокойной ходьбе, а, скажем, при прыжке. Природная же кость потому не ломается при прыжке, что представляет собой сложную спирально свитую конструкцию. Ее приспособленность к механическим нагрузкам обусловлена особым распределением жесткости и прочности материала (кости) по объему.

Не менее сложную структуру имеют и мышцы, которые могут подстраиваться под любую нагрузку. Мгновенная перестройка мышечных волокон — и живая ткань приспосабливается к изменившимся условиям. Пока никакие синтетические аналоги мышц и сухожилий такой способностью не обладают. Создать эндопротез, не только совместимый с живой тканью, прочный, эластичный и т. д., но и функционально полноценный, действующий не хуже оригинала, то есть, по сути, его «двойник» — вот конечная цель проводимых ныне исследований. Определенных успехов в этой области добились рижские ученые — специалисты Института травматологии и ортопедии и Института

механики полимеров Академии наук Латвийской ССР. Копируя живые жесткие ткани, они создали полимерные материалы с керамическими наполнителями и спиралевидной арматурой.

Сейчас такие протезы испыты-ваются на животных.

Любой эндопротез, будь то кровеносный сосуд, участок стенки пищевода или сухожилие, необходимо каким-то способом соединить с живыми тканями. И здесь также не обойтись без полимеров. Во всем мире сейчас выпускают более пятидесяти различных шовных хирургических материалов из полиамидных и полиэфирных волокон, приготовленных из особо очищенного, токсикологически безопасного исходного сырья. Иногда нить из одного полимера покрывают гладким слоем другого, дабы защитить ее от проникновения микроорганизмов и сделать более удобной в работе.

Хирургические рассасывающиеся нити сначала проявляют завидную прочность, что и требуется при сшивании органов и тканей, а затем, через 2—3 недели, начинают разрушаться и выводятся из организма в виде безвредных веществ. Такие нити изготовляют из полимеров на основе гликолевой и молочной кислот. Например, харьковские и киевские химики получили такой шовный материал и из модифицированной целлюлозы — «окцелон», тонкий и обладающий минимальной шероховатостью.

Ведутся работы и по созданию различных клеев, эффективно соединяющих протез с костью, Но и здесь много сложностей. Основная заключается в том, что нынешние так называемые костные цементы обычно полимеризуются с выделением тепла, а это может пагубно сказываться на состоянии живой ткани, особенно если учесть, что на локальном участке температура может подпрыгнуть до плюс 80°С. Получить цементы для травматологии, выделяющие при затвердевании минимум тепла,— вот еще одна задача химиков, занимающихся медико-биологическими полимерами.

Как видите, проблем у нас предостаточно. Когда они будут решены, врачи получат возможность с помощью полимерных «двойников» живых тканей устранять самые серьезные недуги, возвращать в строй безнадежных больных.

30