Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотренные подходы к повышению гемосовместимости полимерных материалов в основном сводятся к ингибированию нежелательных процессов, возникающих при контакте крови с поверхностью полимерного материала и приводящих к образо-
ванию тромбов. Гораздо более впечатляющие результаты удается получить при модификации полимеров веществами, эффективно воздействующими на саму кровь, а точнее на ее свертывающую или фибринолитическую системы. В работах [54—60] с учетом того, что для всех известных к настоящему времени природных и синтетических полимеров не удается, да и вряд ли когда-либо удастся полностью исключить взаимодействие с кровью, было показано, что подходы к повышению гемосовместимости полимерных материалов должны сводиться к регулированию этого взаимодействия в направлении предотвращения свертывания граничащих с полимером слоев крови. Только гипокоагуляция этих слоев крови обеспечивает достижение положительного эффекта при модификации полимеров ФАВ.
Необходимо отметить, что эта мысль, хотя до конца и не осознанная, прослеживается в большинстве работ, посвященных созданию гемосовместимых полимеров. Одним из основных критериев оценки гемосовместимости полимерных (да и не только полимерных) материалов является время свертывания цельной крови на поверхности этого материала. Почти все исследователи делают однозначный вывод: чем выше значение этого параметра, тем ниже вероятность инициирования процесса тромбо-образования на поверхности материала.
Явление гипокоагуляции поверхностных слоев крови наблюдается при модификации полимеров не только антикоагулянтами крови, но и протеолитическими ферментами, основная функция которых, по мнению большинства авторов, заключается в лизисе сгустков фибрина. Впервые достаточно наглядно возможности иммобилизованных протеиназ для повышения гемосовместимости полимеров были продемонстрированы в работе [61] на примере урокиназы. Поверхность полимера (поликарбоната, полиметилметакрилата или поливинилхлорида) предварительно покрывали слоем графита и затем проводили адсорбционную иммобилизацию фермента. Для предотвращения вымывания адсорбированной урокиназы в кровоток ее дополнительно сшивали глутаровым альдегидом. Оценка фибриноли-тической активности иммобилизованного фермента в опытах in vitro по растворению коагулированной плазмы, а также результаты опытов in vivo по имплантации модифицированных полимеров в аорту животных показали, что все модифицированные полимеры обладают способностью растворять фибрин, а также весьма эффективно предотвращают коагуляцию крови. Положительные результаты получены также при исследовании гомо-и сополимеров винилового спирта и гидроксиэтилметакрилата, модифицированных урокиназой или стрептокиназой [62], а также полиэтилена, модифицированного трипсином [63]. Поскольку в цитируемых работах не исключалось вымывание ферментов в кровоток вследствие недостаточно прочной связи фермента с полимером, в работе [54] была исследована гемосовмести-
мость полимеров, модифицированных ковалентным присоединением фибринолизина или протеиназы из Actinomyces Sphercidas. Иммобилизацию ферментов осуществляли путем предварительного введения в них реакционноспособных двойных связей с последующей привитой сополимеризацией смеси активированного фермента и гидрофильного мономера на поверхность полимерного материала под действием у-излучения. Строение модифицированного полимера схематически можно представить следующим образом:
где А — полимер; Б — гидрофильный слой; сплошные линии — цепи гидрофильного полимера; заштрихованные области — макромолекулы ферментов; точки — молекулы воды.
Из схемы следует, что макромолекулы ферментов удалены от гидрофобной поверхности полимера и находятся в гидрофильном окружении. При этом гидрофильный слой формируется одновременно с процессом ковалентной иммобилизации ферментов и создаются наиболее благоприятные условия для функционирования ФАВ в иммобилизованном состоянии, что подтверждается результатами измерения протеолитической активности модифицированных полимеров. Создание на полимерной поверхности гидрофильного слоя почти на два порядка увеличивает активность иммобилизованного фермента по сравнению с его иммобилизацией без гидрогеля.
Результаты исследования модифицированных полимеров в опытах in vitro и in vivo показали, что все они обладают заметной фибринолитической активностью и гемосовместимостью. Однако наиболее важной особенностью этих полимеров было эффективное воздействие на параметры свертывающей системы крови с предотвращением ее коагуляции. Так, если время свертывания на поверхности исходных полимеров (полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата) составляло 6—7 мин, то в результате иммобилизации ферментов это время увеличивалось до 2 ч и более.
Гипокоагуляция граничащих с полимером слоев крови сопровождается и существенным изменением характера процесса адгезии тромбоцитов на поверхности полимера. Как показали
электрономикроскопические исследования, на поверхности немо-дифицированных полимеров адгезированные тромбоциты полностью разрушались с выделением в кровоток соединений, например серотонина, ускоряющих, в свою очередь, адгезию тромбоцитов [55]. На поверхности же модифицированных полимеров тромбоциты находятся в практически неизменной форме.
