ПОЛІМЕРИ

ПОЛІМЕРИ (грец. polymerеs — різноманітний, що складається з багатьох частин) — хімічна високомолекулярна сполука (з мол. м. від декількох тисяч до декількох мільйонів), в якій атоми, сполучені хімічними зв’язками, утворюють лінійні або розгалужені ланцюги, а також просторові тривимірні структури. П. утворюються з мономерів унаслідок полімеризації. До П. належать численні природні сполуки: білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди, каучук та інші органічні сполуки. В більшості випадків поняття П. відносять до органічних сполук. Існує також множина П. неорганічного походження. Як правило, П. одержують шляхом реакцій полімеризації, поліконденсації та хімічних перетворень (див. Полімеризація). П. володіють такими механічними властивостями, як еластичність, мала крихкість склоподібних і кристалічних П. (пластмаси, органічне скло); здатність макромолекул до орієнтації під дією направленого механічного поля. До особливостей П. слід віднести високу в’язкість їх розчинів при низькій концентрації, розчинення П. через стадію набухання, здатність різко змінювати свої фізико-механічні властивості під дією малих кількостей реагенту (вулканізація каучуку, дублення шкір і т.п.). Властивості П. пояснюються не лише великою мол. м., але й тим, що макромолекули мають ланцюгову будову і володіють унікальною гнучкістю.

П. широко використовуються у фармацевтичній галузі. Вони можуть бути як самостійними АФІ, їх компонентами, так і виконувати роль допоміжних речовин при створенні ЛП. Найбільш загальною властивістю таких полімерів є розчинність у воді, водно-сольових розчинах і біологічних середовищах організму (шлунковий і кишковий соки, лімфа і т.д.). Перехід ЛП у полімерний стан або їх зв’язування з П. забезпечує пролонгацію, вибіркову доставку до органів і тканин (мішеней), дозволяє отримати розчинну форму нерозчинних речовин. Наявність терапевтичного ефекту (збереження або підвищення кров’яного тиску, дезінтоксикація, інтерфероногенез, противірусна та антикоагулянтна дія) у деяких випадках зумовлює не тільки макромолекула П., не пов’язана з якою-небудь лікарською речовиною, але й мол. м. Виражену терапевтичну дію мають полівінілпіролідон, сульфодекстран, сульфовінол та ін.

Найбільше застосування у фармації мають водорозчинні П. (як інфузійні розчини, які для вливання в судинне русло організму людини у великих кількостях, чинять як вибіркову, так і різнобічну дію на організм, служать для заповнення об’єму циркулюючої крові, забезпечують потреби в електролітах і воді, доставляють пластичні матеріали та заповнюють енергетичні витрати). Звідси жорсткі вимоги до П.-кровозамінників: як загальні (повинні повністю виводитися з організму або метаболізуватися ферментними системами; тривало утримуватися у кров’яному руслі, володіти постійними фізико-хімічними властивостями (осмотичним тиском, в’язкістю та ін.), близькими за значенням до плазми крові; не викликати гемолізу (розпаду) або аглютинації (склеювання) еритроцитів; не бути анафілактогенними, не викликати сенсибілізації організму при повторному введенні; бути нетоксичними, апірогенними, легко стерилізуватися і витримувати досить тривалі терміни зберігання), так і вимоги до окремих груп П. Кровозамінники гемодинамічні (протишокові) на основі декстрану та желатину (див. Декстран, Желатин), які мають мол. м. ≈20 000 (повинні тривалий час утримуватися у кровоносному руслі, виконувати роль плазмових білків щодо підтримки колоїдно-осмотичного тиску, поступово виводитися з організму). Дезінтоксикатори (полівінілпіролідон, полівініловий спирт та ін.), що мають низьку мол. м. (10 000–20 000), оскільки вони повинні швидко виводитися з організму, видаляючи токсичні речовини. П., що належать до цієї групи, повинні ефективно зв’язувати і щонайшвидше виводити токсичні речовини з організму.

П. для парентерального живлення, крім забезпечення пластичної функції, повинні повністю розщеплюватися й асимілюватися (засвоюватися).

П. як пролонгатори дії низки ЛП (поліглюкін, полівінілпіролідон, полівініловий спирт та ін.) повинні мати велику мол. м. (>50 000). Ефект пролонгації й зниження токсичності зумовлені тим, що лікарські речовини більш-менш міцно зв’язуються з П., що ускладнює дифузію лікарської речовини з місця введення. Великі молекули із труднощами або зовсім не проходять крізь біологічні бар’єри і триваліше знаходяться у крові або міжклітинній рідині. Застосування пролонгованих ліків дозволяє: зменшити кількість прийомів або ін’єкцій; підвищити дози, що вводяться, без збільшення токсичності і в той же час зменшити загальну кількість використовуваного АФІ; зменшити або усунути коливання її концентрації при періодичних прийомах звичайних ЛП. Пролонгуюча дія може бути посилена при використанні П. з функціональними групами. В цьому випадку можуть використовуватись полівініліпролідон, крохмаль, декстран, полівініловий спирт, поліетиленгліколь та ін.

Велику роль П. відіграють як допоміжні речовини при створенні різних ЛП. П. використовують як основи для м’яких та трансдермальних лікарських систем, а також для стабілізації розчинів, емульсій, суспензій. Вимоги до П. в цих випадках менш специфічні, оскільки практично всі великі полімерні молекули не проникають крізь шкірні покриви і клітинні мембрани (див. Поліетиленоксид, Полівініловий спирт, Полівінілпіролідон). З цією метою можуть також використовуватись похідні целюлози, гомо- і співполімери акриламіду, вінілпіролідону, вінілового спирту, етиленоксиду та ін.

Низькомолекулярні форми поліетиленоксиду використовують як замінники жирових основ та вазеліну. Вони легко розчиняються у воді, забезпечують добрий контакт лікарських речовин із шкірою, слизовою або рановою поверхнею (див. Місцеве лікування інфікованих ран), що забезпечує легку всмоктуваність лікарських речовин. Такі мазі, на відміну від гідрофобних (вазелінових), утворюють еластичну «шкіру», легко змиваються водою. Вони також ефективно застосовуються як для масажу, так і для покриття медичного інструментарію.

Важливим є регулювання швидкості всмоктування ліків. З цією метою використовують розчинні в шлунку П. (полівінілпіридин, полівінілалкилпіридини, ацетат і діетиламіноацетат целюлози, бензиламінометилцелюлозу; співполімери полівініламіну, полівінілацетату, ефіри целюлози та ін.). Як компоненти, що нерозчинні в шлунку, але розчинні в кишечнику, застосовують полімери з вільними карбоксильними групами та похідні целюлози (ацетилфталілцелюлозу та її амонійну сіль), співполімери малеїнової, акрилової і метакрилової кислот.

У деяких випадках потрібні ліки, що здатні розчинятися як у лужному, так і в кислотному середовищі, але не розчиняються в нейтральному середовищі. Як такі П. використовують потрійні співполімери, що складаються з ланок вінілпіридину (або алкілвінілпіридину), акрилової кислоти та будь-якого вінільного мономера, що регулює гідрофобність макромолекул. Розширюється використання П. для створення оболонок капсул. Останнім часом розроблені способи отримання мікрокапсул (розміром у декілька мкм), суспензії яких можна вводити ін’єкційно. Білки, ферменти та інші суспендовані лікарські речовини в мікрокапсули не виходять за їх межі, але можуть реагувати з проникаючими всередину оболонками капсул низькомолекулярними сполуками і здійснювати обмінні процеси як в апаратах (напр. штучна нирка), так і в організмі (детоксикація, зміна балансу іонів або молекул та ін.). Вивчаються способи включення в мікрокапсули гемоглобіну і створення штучних еритроцитів.

Використовуються П. для створення гемостатичних (кровоспинних) ЛП, що використовуються у вигляді пористих матеріалів (губок), порошків, плівок, розчинів для просочення марлі і т.п. Як композиції для пластирів використовують бутильовані, ацетильовані або формільовані полімери і співполімери ПВС (напр. співполімери з хлорвінілацетатом) та ін. Вивчається використання П. для консервації трансплантатів, зокрема мозкової тканин та крові.

Полимеры медицинского назначения; Пер. с япон. / Под ред. проф. Сэноо Манабу. — М., 1981; Рабинович И.М. Применение полимеров в медицине. — Л., 1972; Терентьев П.П. Полимеры в медицинской технике. — М., 1980; Энциклопедия полимеров / Под ред. В.И. Кабанова. — М., 1974. — Т. 2.