- 28.03.2024
Эти удивительные полиоксиалканоаты!
Летом прошлого года полюбившийся многим проект Тульского государственного университета был поддержан грантом Федерального агентства по делам молодёжи (Росмолодёжь) на 2024 год. 28 марта гостеприимное «Научное кафе» снова распахнуло свои двери.
Первыми его посетителями в новом сезоне стали студенты Естественно-научного и Медицинского институтов. И тому есть объяснение. Тема, которая была предложена нашим слушателям, как раз и находится на стыке наук.
А прочитал ребятам лекцию «Полиоксиалканоаты для человека и в природе» доктор биологических наук, доцент кафедры биоинженерии биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова Антон Павлович Бонарцев.
Честно говоря, понятие «полиоксиалканоаты» чересчур мудрёное и подразумевает массу серьёзных вещей. Но Антон Павлович на то и Антон Павлович (отсылка к Чехову не проскользнула мимо наших ребят), чтобы доступным языком увлекательно рассказать об этих самых серьёзных вещах.
Полиоксиалканоаты — это широкий класс полимеров. А полимеры, заинтриговал всех лектор, являются единственным видом материи, которая жизнеподобна.
Полимер представляет собой длинную цепь, в которой одинаковые или различные по строению мономеры связаны с двух сторон прочными ковалентными связями с соседними мономерами. Это ограничивает свободное движение мономеров и приводит к резкому снижению энтропии (хаотичности) в системе.
Полимеры, образно выражаясь, это мягкая материя, то есть материя в псевдожидком лабильном состоянии. Именно гибкость полимерных молекул делает полимеры пластичными материалами.
Полимеры являются макромолекулами, способными к самоорганизации. Их можно насытить большим количеством информации. И даже малые воздействия с затратой небольшого количества энергии приведёт к несоизмеримо большим изменениям структуры полимерной молекулы.
Полиоксиалканоаты бывают синтетическими, получаемыми посредством химического синтеза, и природными. По своей химической структуре они похожи друг на друга, что определяет их физико-химические свойства.
Полиоксиалканоатам присуща биосовместимость с клетками и тканями. Они обладают специфическими диффузионными и хорошими механическими свойствами, способны к образованию композитов с другими полимерами и низкомолекулярными веществами, биодеградируют в тканях с относительно низкой скоростью и без образования токсичных продуктов. Ну и наконец, их можно обрабатывать различными технологическими методами для изготовления медицинских изделий.
Но главным свойством полиоксиалканоатов, подчеркнул Антон Павлович, всё же является способность к биодеградации.
Существует три механизма биодеградации — гидролитическая деструкция полиэфиров, ферментативная деструкция полиэфиров с помощью липазы и других гидропаз, клеточная биодеструкция полимеров.
Ещё в прошлом веке в нашей стране, США и Франции были изготовлены медицинские изделия на основе биоразлагаемых (биорассасываемых) полиоксиалканоатов, такие как мембраны, шовные нити, плаги для колопроктологии, шурупы, сетчатые эндопротезы, пластины, стент-эндопротезы, проводники для роста нервов, заплаты, шовные скобы, винты для фиксации костей.
В начале нулевых, однако, обнаружились проблемы использования некоторых медицинских изделий на основе биоразлагаемых (биорассасываемых) полиоксиалканоатов. Оказалось, что при рассасывании винтов образуется молочная кислота, которая приводит к закислению костной ткани. В дальнейшем в этом месте возникал воспалительный процесс и появлялись ненужные полости.
Но есть и обратная сторона этой медали. При локальном окислении происходит синтез коллагена. И это свойство используется в инъекционных препаратах для восстановления объёма лицевых тканей.
Антон Павлович познакомил студентов с лекарственными формами пролонгированного действия на основе полиоксиалканоатов, предназначенными для лечения онкологических и психических заболеваний, туберкулёза, гормональных расстройств и других патологий.
— Важно знать, что полимеры медицинского назначения из-за их очистки дороже полимеров технического назначения, то есть технологическая разница велика, — пояснил московский гость. — Полимеры для медицины и фармакологии тоже различаются по своим характеристикам. И если для получения винтов необходим прочный полимер, то для производства лекарственного препарата — быстроразлагаемый.
При исследовании синтетических полимеров, продолжил спикер, важно учитывать все необычные свойства природных полимеров. А к ним, в частности, относятся остеоиндуктивность (способность имплантата индуцировать рост и дифференцировку клеток в остеобласты (клетки костной ткани)), рецептор-опосредованная биоактивность, антиоксидантная и антибактериальная активности.
Антон Павлович рассказал ребятам о разработке остеоиндуктивных материалов, исследованиях в области регенерации костной ткани и пьезоэлектрических свойств полиоксиалканоатов, влияющих на прикрепление бактерий, и сотрудничестве по данным научным направлениям с ведущими медицинскими учреждениями.
После своего выступления он ответил на вопросы студентов.
Самым активным ребятам были вручены мерчи.
Первокурсница Медицинского института Анна Двилянская получила в подарок термос.
— Лекция московского учёного мне очень понравилась! Были затронуты вопросы, касающиеся механизма влияния лекарственных препаратов на организм человека, медицинской помощи людям с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, — поделилась она. — Я хочу стать терапевтом. Именно к нему сначала приходят пациенты, и он ничего не должен упустить из виду. Родители мои трудятся в юридической сфере. Я пошла своим путём и буду первым врачом в семье. Юристы работают с тем, что сделали люди. Мне же предстоит работать с самим человеком — величайшим созданием природы.
Татьяна Крикункова
Фото Ильи Ходаковского
