полимеры

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И
ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ В
ФАРМАЦИИ.
Полимерные материалы существенно отличаются от
металлов и их сплавов тем, что имеют большую
молекулярную массу. Получают их из низкомолекулярных
веществ – мономеров путем полимеризации и
поликонденсации.
При полимеризации молекулярная масса полученного
полимера равняется сумме молекулярных масс всех
мономеров, а при поликонденсации она меньше суммы
масс исходных компонентов, так как при этом
получаются сопутствующие низкомолекулярные
соединения. Таким образом, полимеры – это вещества,
молекулы которых состоят из многих элементарных
цепей одинаковой структуры.
К полимерам, которые получают методом
полимеризации, относятся : поливинилхлорид,
Полиэтилен, полипропилен и другие, а к полимерам,
полученным методом поликонденсации,полиэфиры, полиуретаны, эпоксидные смолы и т.п.
По влиянию на организм человека полимеры
деляют на:
•
биоинертные, которые не разлагаются в
организме (например, аэросил, бентониты);
•
биосовместимые, которые постепенно
растворяются или разлагаются в организме (
поливиниловый спирт, поливинилпирролидон );
•
бионесовместимые, которые отрицательно
влияют на ткани организма (полиантрацены,
фенолформальдегиды);
•
биоактивные, направленного действия (
винилин ).
Биоинертные и биосовместимые полимерные материалы широко
применяются как в аптечной, так и в заводской технологии лекарств.
Например, водорастворимые эфиры целлюлозы ( МЦ, натрий-КМЦ)
используюткак емульгатор и стабилизатор при приготовлении эмульсий,
суспензий, мазей, как связывающее и разрыхляющее средство в производстве
таблеток. Водонерастворимые эфиры целлюлозы (
оксипропилметилцеллюлоза –ОПМЦ, етилцеллюлоза – ЭЦ,
ацетилфталилцеллюлозаАФЦ и прочие) используют чаще всего для покрытия таблеток и гранул.
Поливиниловый спирт и его эфиры используют как емульгатор, загуститель
и стабилизатор суспензий, пролонгирующее средство, а в медицинской
практике – как дезинтоксикацийное средство при перитоните, панкреатите,
холецистите, при разных септических состояниях. Поливинилпирролидон –
составная часть отдельных таблеток, гранул, пролонгатор действия многих
лекарственных веществ. Полиакриловая и полиметакриловая кислоты
применяют при изготовлении аэрозолей, лекарственных пленок, мазей,
глазных капель, микрокапсул и т.п.. Твины ( моноэфиры
полиоксиэтилированого сорбитана и высших жирных кислот ) – при
изготовлении мазей, эмульсий, суспензий, как солюбилизатор, при
изготовлении мазей, эмульсий, таблеток,гранул Аэросилы -для стабилизации
суспензий, при производстве таблеток, для устранения несовместимостей в
порошках,
Полиэтилен высокого давления – для
изготовления пакетов, флаконов, банок, шприц тюбиков, капельниц для глазных капель и т.п..
Полиэтилен низкого давления– предметов ухода за
больными, упаковки лекарств и т.п.
Полипропилен - для изготовления пленки, труб,
емкостей для аэрозолей, банок для мазей.
Поливинилхлорид (ПВХ)- для изготовления
контурной упаковки ячейкового типа “ Сервак”.
Поликарбонаты применяют при изготовлении
фильтров для крови, глазных капель, шприцев,
зубных процессов, закупорочного и упаковочного
материала.
Биоактивные (полимеры направленного биологического
действия) применяют как фармакологические
(терапевтические) препараты в виде лекарства или
компонентов лекарственных форм. Наиболее общими
свойствами полимеро являются:
растворимость в воде, водно-солевых растворах, в
биологических средах (желудочный и кишечный сок , лимфа,
плазма). С помощью полимеров можно:
на более продолжительное время задерживать
лекарство в организме, то есть пролонгировать их действие;
направлять лекарство в определенные органы и ткани;
получать такие лекарственные формы веществ, в
которых раньше они не могли применяться ( нерастворимые
вещества перевести в растворимые или, наоборот,
иньекционные препараты превратить в пероральные,
порошки – в иньекционные и т.п.).
Чаще всего водорастворимые высокомолекулярные
вещества применяют как крово- или плазмозаменители.
Кровозаменители ( полиглюкин, ПВП, поливиниловый
спирт) по лечебным функциями делят на: противошоковые;
дезинтоксикационные; препараты парентерального
питания. Как препараты противошокового действия
применяют полимеры с молекулярной массой 30 000-60
000,что обеспечивает их продолжительное пребывание в
организме. Дезинтоксикационные эффективны при
сравнительно низкой молекулярной массе (10 000-20 000), так
как они быстро выводятся из организма и выводят
токсические вещества. Препараты парентерального
питания в организме расщепляются и ассимилируются,
поэтому их молекулярная масса не имеет значения.
На основе полимеров получают пластические массы.
Пластические массы – это полимерные материалы и их
композиции с органическими и неорганическими веществами,
которые способны при определенных условиях переходить в
пластическое состояние и принимать заданную форму.
К полимерам, из которых получают пластические
массы с целью их использования в медицинской практике,
предъявляется ряд требований, а именно:
они должны быть химически стойкими;
содержать минимальное количество
низкомолекулярных примесей, стабилизаторов,
катализаторов и других веществ;
должны выдерживать тепловую, химическую или
радиационную стерилизацию;
должны быть без запаха;
быть инертными по отношению к лекарственным
средствам, которые находятся в контакте с полимерным
материалом.
В состав пластической массы, как правило, входят:
соединительная основа – смолы, эфиры целлюлозы,
каучуки и т.д.;
наполнители -асбест, отходы хлопка, деревянная
мука и т.п. (их вводят с
целью увеличения механической прочности и удешевления
изделий);
пластификаторы и красители – пластификаторы для увеличения пластичности,
красители - для предоставления пластмассе нужной окраски.
Синтетическая смола, которая является основным
веществом в пластмассе, делится на термопластическую и
термореактивную. К термопластическим относятся смолы,
которые сохраняют способность плавиться при повторном
нагревании и твердеть при охлаждении. Термореактивные
смолы твердеют при повышенной температуре и переходят в
неплавкое и нерастворимое состояние, то есть являются
необразными.
Пластические массы классифицируют по таким
признакам:
•
природа связывающего вещества;
•
тип химических реакций, лежащие в
основе получения синтетических смол;
•
физико-химические свойства веществ;
•
реакция пластмасс на нагревание;
•
характер макроструктуры.
По природе связывающего вещества пластические массы делят на:
пластмассы на основе химически модифицированных
природных полимеров (галалит –на основе протеинопластов,
целлулоид – целлопластов);
пластмассы на основе продуктов поликонденсации (
фенопласты, аминопласты);
пластмассы на основе продуктов полимеризации
(винилпласты, акрипласты);
пластмассы на основе природных и нефтяных асфальтов и
смол ( битуминопласты).
По типу химических реакций пластмассы делят на:
пластмассы на основе полимеризационных смол;
пластмассы на основе поликонденсационных смол.
По физико-химическим свойствам пластмассы условно
делят на жесткие (аминопласты, полистирол); полужесткие
(полиэтилен, полипропилен) и мягкие (пинополиуретан,
поливинилхлоридный пластикат).
По реакции на нагревание пластмассы делят на
термопластические и термореактивные.
Термопластические, как и синтетические смолы, при
нагревании переходят в пластическое состояние без
химических перемен, а при охлаждении снова
отвердевают. Их можно нагревать и охлаждать несколько
раз ( полиэтилен, полистирол, целлулоид и т.п.).
Термореактивные при нагревании только на первой
стадии переходят в пластическое состояние, а при
дальнейшем нагревании испытывают химические
преобразования, приводящие к потере плавкости (
фенопласты, аминопласты, эфиропласты).
По характеру макроструктуры пластмассы делят на
однородные (изготавливают из чистых смол, иногда
прибавляя пластификаторы и красители) и неоднородные
или композиционные, содержащие связывающее вещество,
наполнители, пластификаторы и прочие компоненты.
Пластмассы также могут быть однофазными, т.е
гомогенными, когда полимер
является основным компонентом, а все другие находятся в
нем, и многофазными, или гетерогенними, когда все другие
компоненты диспергированы в полимере, то есть последний
выполняет роль дисперсионной среды.
Пластические массы широко применяются при
производстве медицинских приборов,
аппаратов и других изделий медицинского назначения. В
частности, из целлулоида, получаемого из нитроцеллюлозы,
камфары и этилового спирта, изготавливают оправы и
футляры для очков.
Из поливинилхлоридного пластиката изготавливают
подкладную и компрессную клеенку, катетеры, дренажи. Из
капрона – капроновые нити как шовный хирургический
материал, разные детали к медицинскому оснащению.
Из эфиров акриловой кислоты получают прозрачную,как
стекло, пластмассу, которую называют плексиглазом.
Акрилаты, которые получают при полимеризации
акриловой и метакриловой кислот,
применяют для изготовления разных видов зубных,
челюстных, лицевых и глазных протезов.
Из пластмассы АКР- 7 изготавливают искусственные
глаза, которые в отличие от стеклянных и фарфоровых, не
бьются, хорошо поддаются обработке, обеспечивающей
подгон протеза без лишних пластических операций
Из фторопласта-4 (производное этилена, в
котором атомы водорода замещенные на атом
фтора) изготавливают клапаны сердца и детали для
слухового аппарата.
Из фенопластов – корпусы тонометров и
сфигмоманометров, детали электромедицинских
аппаратов.
Дальнейшее развитие пластмассовой
промышленности откроет новые возможности
использования пластмасс для производства изделий
медицинского назначения.