БИОПОЛИМЕРЫ В МЕДИЦИНЕ. УСПЕХИ, ПРОБЛЕМЫ, БУДУЩЕЕ. ЛЕЧЕБНЫЕ ДЕПОМАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ БИОПОЛИМЕРА АЛЬГИНАТА НАТРИЯ. ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ (ОБЗОР)

Поступила в редакцию 19.08.2016. Принята к печати 12.01.2017.

Обзор посвящен использованию гидрогелей биополимеров и, в большей части, альгината на­трия для создания материалов пролонгированного лечебного действия, а также в инженерии тканей. Проанализированы свойства альгината натрия, химические и технические приемы, влияющие на их изменение. Разработана технология получения лечебных гидрогелевых де­по-материалов различной степени структурирования «Колегель»® и салфеток (аппликаций) «Колетекс»®, представляющих собой текстильный материал с односторонним нанесением гидрогеля из альгината. Показаны: взаимосвязь между скоростью набухания полимера и вы­свобождением во внешнюю среду введенного в него лекарства; влияние растворимости, моле­кулярной массы, свойств текстильного материала, реологических параметров лечебной ком­позиции на скорость и время высвобождения лекарств, что позволило разработать техноло­гию получения депо-материалов направленного лечебного действия с заранее заданными по медицинским показаниям свойствами; на примере отечественных медицинских изделий «Ко­летекс»® и «Колегель»® — специфика их создания по технологии текстильной печати в зави­симости от области применения (хирургия, онкология, урология, ревматология, оторинола­рингология и т.д.) и особенностей использования при различных заболеваниях; универсаль­ность разработанной технологии по отношению к вводимым в гидрогель лекарствам и БАВ. Представлены данные по ассортименту материалов «Колетекс»® и «Колегель»® с различными лекарствами в разных выпускных формах для применения в конкретных областях медицины. Рассмотрены возможности использования гидрогелей биополимеров и, в частности, альгина­та натрия в инженерии тканей и регенеративной медицине.

Ключевые слова: биополимеры, альгинат натрия, депо-материалы, салфетки «Колетекс», гид­рогели «Колегель», текстильная печать, направленная доставка лекарственных препаратов.

       В последние 10 - 15 лет происходит возрожде­ние интересов общества ко всему природному, дружественному природе и человеку. Это каса­ется и природных полимеров, которым отдается предпочтение, прежде всего, в медицине, но также и в других областях [1-3].

       В данном обзоре особое внимание уделено использованию гидрогелей биополимеров и, в частности, полисахарида альгината натрия в разработке новой технологии создания аппли­кационных материалов (раневых покрытий) и непосредственно гидрогелевых материалов пролонгированного лечебного действия, а так­же альгинатов для инженерии и регенерации тканей и органов. Все описанные в обзоре ле­чебные материалы, в том числе полученные по разработанной авторами технологии, можно от­нести к депо-материалам с контролируемым высвобождением в организм лекарств и БАВ [4-7].

Проблемы современной медицины, в том числе проблемы создания эффективных лечеб­ных материалов, в настоящее время являются междисциплинарными (что характерно и для других областей науки и техники). Для их ре­шения должны быть привлечены не только ме­дики, но и специалисты из разных областей, ученые и практики. Вопросы, рассмотренные в данной публикации, решались как врачами, так и биологами, химиками, специализирующими­ся в области полимерной и текстильной химии, материаловедами. Это позволило на стыке тех­нологий создать рассматриваемый в обзоре но­вый способ получения медицинских изделий широкого спектра действия, в частности, ис­пользуя технологические принципы текстиль­ной печати и биотехнологические принципы создания полимерных систем с контролируе­мым высвобождением биологически активных соединений. Такой междисциплинарный и мно­гоотраслевой подход позволил создать и реали­зовать технологию производства гидрогелевых материалов большого ассортимента для разных отраслей медицины с различными лекарствами и БАВ, которые сегодня успешно применяют. Особая роль при разработке технологии отводи­лась использованию биополимеров как волок­нообразующих, так и природных полимеров- полисахаридов, применяемых при создании депо-материалов с контролируемым высвобож­дением лекарств [4].

В последнее время между синтетическими и природными полимерами произошло жесткое четкое «разделение труда» по назначению и специфике применения. Синтетические поли­меры, особенно последней генерации, обладаю­щие высокой устойчивостью к различным воз­действиям (температура, рН среды, механиче­ские деформации и др.), используют в том случае, когда в организме человека возникают указанные воздействия. Это, прежде всего, им­плантаты, для которых стабильность во време­ни — одно из основных достоинств [8].

Природные полимеры, биодеградирующие в организме (биогидролиз), используют в тех случаях, когда биополимер выполняет, как пра­вило, важную функцию временного лечебного депо (матрицы), которое содержит в своей структуре лекарства или БАВ и высвобождает их в нужном месте, в нужное время, по необхо­димому для лечения концентрационному про­филю. После выполнения функции средства доставки и «контейнера» биоразлагаемый био­полимер выводится из организма. Биополиме­ры, являясь в силу своей природы БАВ, облада­ют в большей или меньшей степени набором ле­чебных свойств (биоцидных, антиоксидантных, антиаллергических и др.). Основным преиму­ществом биополимеров перед синтетическими полимерами, кроме их способности к биоразло­жению, является отсутствие токсичности. Это важно во всех областях применения, и особенно в медицине [9-11].

Близкое назначение выполняют биополиме­ры в новом направлении медицины - биоинже­нерии тканей. В этом случае биополимер в форме матрицы-платформы определенной фи­зической структуры (пористость) служит сре­дой для формирования с помощью клеток, в том числе стволовых, новых тканей и органов [12, 13].

 Далее