Применение разлагаемых в теле биоматериалов

Биоматериалы – это материалы, предназначенные для взаимодействия с живой системой, не вызывающие никаких побочных реакций в месте имплантации.

Находясь в теле человека биоразлагаемые полимеры находят все большее применение в препаративных формах с контролируемым высвобождением, особенно при доставке белковых и стероидных препаратов.

Полимеры –длинные повторяющиеся макромолекулы.

Неразлагаемые полимерные имплантаты имеют существенный недостаток в необходимости хирургического извлечения после их использования, как инсулиновая помпа от диабета.

Основное преимущество биоразлагаемых полимеров

Использование биоразлагаемых или частично разлагаемых полимеров в качестве имплантатов избавляет от необходимости хирургического удаления истощенного лекарством устройства. Скорость высвобождения лекарственного средства может регулироваться составом полимерных матриц и биодеградацией полимера.

Системы доставки лекарственных средств на основе синтетических биоразлагаемых полимеров изготавливаются из поликапролактона, полимолочной кислоты, полигликолевой кислоты. Эти вещества  могут быть сконструированы так, чтобы обеспечить либо краткосрочное, либо долгосрочное высвобождение биологически активных веществ в полости тела.

Введение системы доставки лекарств за последние несколько лет было разработано и усовершенствовано несколько новых методов и методологий. Выбор наиболее подходящего маршрута и системы доставки для любых биологически активных веществ зависит от многих факторов, таких как терапевтический индекс молекул препарата и биологические мембраны, через которые препарат должен транспортироваться. Выбор системы доставки лекарств также зависит от заболевания (острое, хроническое), вида лечения и органа-мишени.

Имплантируемые системы доставки

Имплантируемые биоматериалы  в виде гидрогелей или насосов могут доставлять лекарства непосредственно в кровоток без повторного введения или инфузии. Эти системы могут быть сконструированы так, чтобы обеспечить либо краткосрочное, либо долгосрочное высвобождение биологически активных веществ в полости тела.

Среди различных исследуемых имплантируемых систем доставки наиболее часто используется инсулиновая доставка из имплантатов. Чаще всего это имплантируемые насосы для внутривенной или внутрибрюшинной инфузии раствора инсулина, которые могут доставлять базовую дозу инсулина из резервуара, который должен быть заполнен чрескожно один раз в неделю.

Биоматериалы и вещества

Сейчас используются полимерные имплантаты, включающие полиакриламид, кремниевый каучук, сополимеры этиленвинилацетата, гидрогели поливинилового спирта, сополимер этиленвинилового спирта, а также полигидроксил этилметакрилат и поливинилпиролидон. Природные микромолекулы, такие как коллаген и его привитые сополимеры также используются в качестве имплантируемых устройств доставки лекарств.

Чаще всего в имплантируемых биоразлагаемых системах доставки используется вещество поликапролактон.

Поликапролактон – это белый полукристаллический, термопластичный, линейный алифатический, биоматериал полиэфир. Этот полимер имеет температуру плавления приблизительно 62 градуса С. Биодеградация или разрушение в теле человека происходит относительно медленно – в течение 3 лет. Это биоразлагаемый полимер, полученный из нефтепродуктов.биоматериалы

Вещество синтезируется путем полимеризации капролактона с кольцевым отверстием и коммерчески производится. Легко разлагается и минерализован различными микроорганизмами. Растворим в ацетоне, этилацетате, дихлорметане, хлороформе , нерастворим в метаноле, изопропиловом спирте и гексане.

Рассасывание полимеров приобретает все большее значение при производстве и использовании имплантируемых и других медицинских устройств. Современные исследования указывают на роль ферментов, перекисей, свободных радикалов фагоцитарных клеток и липидов в деградации полимера. Но нет четкой картины, и поэтому существует множество процедур для прогнозирования, измерения и контроля рассасывания вещества.

Гетроцепочечные полимеры, особенно содержащие атом кислорода и/или азота в основной цепи, обычно подвержены гидролизу. Существует множество методов деградации наиболее точный и воспроизводимый метод деградации путем ферментативной деградации с использованием фермента липазы. Фермент липаза вырабатывается определенными органами человеческого организма. Водорастворимый фермент липаза катализирует деградацию поликапролактона до капроновой кислоты которая легко выводится из организма.

Эти материалы были широко изучены, и их кинетика деградации может быть легко настроена для регулировки скорости высвобождения препарата.

Главное преимущество имплантатов из биоматериалов заключается в том, что их не нужно извлекать после имплантации, так как они будут разлагаться организмом пациента.

Одним из недостатков этого конкретного типа устройств является то, что они более сложны в разработке, чем не поддающиеся биологическому разложению.

Диапазон потенциальных биоматериалов, которые могут быть использованы невелик, а  нормативные требования становятся более строгими, поскольку материал должен рассосаться  в организме.