Формирование полифункциональных композиционных покрытий медицинского назначения на основе поливинилового спирта

• Автор: Макеев, Артем Викторович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Основные требования к материалам медицинского назначения.

1.2. Состояние поверхности и ее биосовместимость.

1.2.1. Микрорельеф поверхности.

1.2.2. Влияние поверхностной энергии материалов на их гемосовместимость.

1.3. Строение и свойства основных веществ,

применение в медицине.

1.3.1. Основные свойства поливинилового спирта.
1.3.2. Основные свойства поливинилпирролидона
1.3.3. Молочная кислота
1.4. Разработка полимерных структур с регулируемыми биоактивными свойствами.
1.4.1. Формирование полимерных покрытий
1.4.2. Иммобилизация БАВ на полимерных носителях.
1.4.3. Электрохимическая иммобилизация и электроудерживание
1.5. Лекарственные вещества
1.5.1 Трипсин
1.5.2 Гепарин
1.5.3 Антибиотики
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Компоненты полимолекулярных структур.
2.2. Лекарственные вещества.
2.3. Материалы, использованные для получения полимерной подложки
2.4. Формирование материала подложки
2.5. Формирование полимерных покрытий.
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Измерение физикомеханических параметров покрытий
3.2. Методика определения количества иммобилизованного гепарина.
3.3. Определение количества трипсина
3.4. Методика определения протеолитичсской активности трипсина
3.5. Исследование тромборезистентных свойств
3.6. Определение антимикробных свойств
3.7. Методика уоблучения образцов
3.8. Метод рентгенофотоэлектронной спектроскопии
3.9. Метод ИКспектроскопии.
3 Вискозиметрические исследования полимерных композиций.
3 Определение физикомеханических свойств композиционного материала.
3 Математическая обработка экспериментальных данных.
ГЛАВА 4. ФОРМИРОВАНИЕ ГИДРОГЕЛЕВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ ПЛЕНОЧНЫХ СТРУКТУР
4.1. Влияние процессов предварительной обработки поверхности на
совместимость разнородных материалов
4.2 Формирование покрытий на основе ПВС
4.3. Формирование покрытий на основе ВП
4.4. Формирование композиционных полимерных систем
4.4.1. Покрытия на основе ПВС и ПВП
4.4.2. Покрытия на основе ПВС и молочной кислоты.
4.5. Физикохимические и механические свойства полимерных покрытий
4.5.1. Физикомеханические свойства полимерных пленочных покрытий
4.5.2. Физикохимические свойства покрытий.
4.5.2.1. Изучение реологических свойств растворов ПВС и ПВП
4.5.2.2. Исследование полимерных пленок методом ИКС
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ
5.1. Получение полимерных пленочных структур
с иммобилизованными БАВ
5.2. Влияние электроиммобилизации фермента в гидрогелевые
структуры на его активность
5.3. Влияние методов температурной и радиационной обработки
на активность иммобилизованного фермента
5.4. Кинетика десорбции функциональных веществ.
5.5. Исследование физикохимических свойств полифункциональных структур
5.5.1. Исследования пленочных полифункциональных
структур методом ИК спектроскопии.
5.5.2. Исследования пленочных полифункциональных
структур методом РФЭС.
5.6. Формирование антимикробных покрытий.
5.7. Влияние молочной кислоты на биодеградацию
полимерных структур.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА 6. МЕДИКОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
6.1. Исследование тромборезистентных свойств полифункциональных гидрогелевых покрытий
6.2. Тестирование изделий с полифункциональным покрытием в опытах i viv и в клинических условиях
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Для материалов, предназначенных к непосредственному контакту с биологическими средами организма, помимо гемосовместимости, важной функцией является способность оказывать на окружающие ткани направленное физиологическое воздействие (антимикробное, ферментативное и антикоагу-лянтное действие) [6,7]. Таким образом, на современном этапе развития материалы медицинского назначения должны отвечать целому спектру различных медикобиологических, физико-химических и механических характеристик. Многочисленные исследования гемосовместимости различных материалов показали, что на процесс коагуляции клеток крови оказывает влияние целый комплекс различных факторов, таких как микрорельеф, знак заряда поверхности, ее энергетическое состояние и химический состав функциональных групп поверхностных слоев. Большинство авторов обращают внимание на значимость тех или иных параметров для обеспечения биосовместимости. Поэтому в данном разделе будут рассмотрены основные параметры поверхности, способные оказать воздействие на окружающую биологическую среду организма. В работе [8] показано, что чем более гладкой является поверхность, тем меньше возможность тромбообразования на ней при прочих равных условиях. Отмечается, что важна не просто неровность поверхности, но и характер этой неровности. Из представленных данных следует, что микронеровность поверхности изделий искусственных сосудов не должна превышать 4 мкм. Большая величина нарушает ламинарность потока крови и способствует тром-бообразованию. При контакте крови с твердым телом имеет место явление адгезии и смачивания. Работа адгезии является важной характеристикой взаимодействия на границе раздела жидкость -твердое тело. Адгезионное взаимодействие между твердой и жидкой фазами распределяется на небольшое расстояние вглубь жидкости. Это расстояние измеряется размерами молекул или несколько больше их. По мере удаления слоя жидкости от поверхности твердого тела адгезионное взаимодействие уменьшается, уступая место когезионному [9]. Жидкости обладают минимальной сдвиговой прочностью. Поэтому величина адгезии и когезии при удалении жидкости может быть определена лишь для граничного слоя жидкости. В случае контакта большого количества жидкости с твердой поверхностью, что имеет место, например, в русле кровотока, работа адгезии измеряется в расчете на единицу площади контакта жидкость -твердое тело (? У=? Площадь контакта жидкости с твердым телом определяется смачиваемостью твердой поверхности. Т.Г+ 0Ж-Г ¦ Фг-Ж (1), где т, ж, г - соответствуют твердой, жидкой и газообразной фазам; о - поверхностное натяжение на границе раздела фаз. При смачивании внешняя работа практически не производится, поэтому изменение поверхностной энтальпии приближенно равно изменению поверхностной энергии, т. Ет-ж=СГт. Ет-г=С7т-г-Т( ^ у ) (3). СТж. ТТ? Параметр Ф также зависит от молекулярного взаимодействия обоих веществ, их дипольных моментов, способности к поляризации, энергии ионизации. Ф принимается близким к единице []. Численные значения и размерность удельной свободной поверхностной энергии и поверхностного натяжения совпадают, так как эти величины эквивалентны и зависят от молекулярной структуры фаз (тем больше, чем больше разность полярностей фаз). Т]=,5 мДж/м2 -поверхностное натяжение воды. Анализ экспериментальных данных привел к выводу, что свободная поверхностная энергия низкоэнергетических поверхностей (полимеры, органические вещества) определяется главным образом двумя факторами - химической природой функциональных групп, расположенных непосредственно в поверхностном слое, и плотностью упакозки молекул твердой фазы (число молекул на единице площади). Lyman с соавторами [] выдвинули гипотезу, согласно которой у нейтрапьных гидрофобных материалов тромбогенность должна уменьшаться но мере уменьшения свободной поверхностной энергии вследствие уменьшения адгезии тромбоцитов. Это объясняет замедление процессов тромбообразования на гидрофобных материалах с углом смачивания более °, когда кровь, не смачивая поверхность полимера, не контактирует с ней.