Зміст.
Вступ. 2
Розділ 1. Медичні полімери. 5
1.1 Полімери медичного призначення. 5
1.2 Класифікація медичних полімерів та сфери їх використання. 6
1.3 Вимоги до медичних полімерів. 8
Розділ 2. Механізми використання медичних матеріалів в біологічних системах.
2.1. Особливості створення та використання протезів. 10
2.1. Полімерні шовні матеріали та полімерні клеї медичного призначення. 14
2.3. Полімери у стоматології. 16
2.4.Використання полімерних матеріалів у офтальмології. 17
2.5 Використання полімерних кровозамінників. 18
Розділ 3. Новітні методи терапії із використанням полімерних матеріалів. 20
Розділ 4. Створення штучних органів і тканин. 24
Висновок. 33
Список використаної літератури. 34
Усім відома здатність окремих органів тіла відновлюватися при різних травмах, пораненнях і т.п. Так, при ушкодженні шкірного покриву відбувається активація системи, що згортає кров, кров згортається й закупорює судини, запобігаючи тим самим повному знекровлюванню й загибелі організму. Пізніше на цьому місці формується нова тканина.
Разом з тим, іноді, залежно від причини травми і її розмірів організм буває не в силахсамупоратися із загоєнням і відновленням якого-небудь органа й потребує допомоги ззовні, тобто хірургічного або іншого втручання. У найбільш складних випадках може знадобитися повна заміна ушкодженого органа або тканини.
І тоді виникає питання, чим заміняти? Можна використати відповідний орган, узятийу донора, живого або померлого, або спеціальний протез, здатний відтворювати, хоча б частково, біологічну функцію вилученогооргана. Відзначимо, що на сьогоднішній день практично всі органи людини, за винятком мозку й шлунка, піддаються моделюванню з метою створення відповідних протезів.
У наш час значних успіхів досягла трансплантація органів від донора до хворого. Початок ери трансплантації відкрив професор Бернард, який 3 грудня 1967 р. в Кейптауні пересадив чоловіку серце дівчини, що загинула в автомобільній катастрофі. Після операції реципієнт прожив 18 днів і помер не через відмовупересадженогооргана, а в результаті ослаблення імунної системи організму й запалення легень. До сьогодні у світі виконані вже сотні таких операцій, і життя деяких хворих продовжене на десять і більше років. У ряді клінік проведені й більш складні операції по одночасномупересадженню серця й іншого органа, наприклад, печінки або обохлегенів. У грудні 1986 р. англійський хірург Д. Уоллворк уперше у світі здійснив одночасно потрійну трансплантацію. Разом з тим, незважаючи на приголомшливі успіхи трансплантології, залишаються невирішеними проблеми наукового, морально-етичного та юридичного характеру, які в значній мірі стримують більше широке застосування методу пересадки органів. Існуючі банки органів і тканин можуть забезпечити матеріалом не більше 10 % хворих, що потребують операцій. Частину проблем намагаються вирішити шляхом використання гетеротрансплантантів, тобто органів і тканин, узятиху тварин. У січні 1984 р. у США була навіть проведена операція по пересадці серця мавпи дівчинці на 15-й день після її народження. Дитина прожила три тижні, після чого в неї перестали функціонувати нирки.
Найважливіша проблема трансплантації – відторгнення пересадженого органа живим організмом – ще далека від остаточного вирішення. Кожен організм на поверхні практично всіх своїх клітин має спеціальний набір білків, названих антигенами сумісності. Будучи однаковими в різних органах і тканинах того самого організму, у різних індивідуумів антигени різні. Тому всяке пересадження живої тканини, узятої від іншого організму, приводить в дію імунну систему. Виявивши й розпізнавши чужорідні клітини й молекули, лімфоцити руйнують їх.
Більшість із перерахованих проблем не виникає при використанні конструкцій із синтетичних матеріалів. Крім того, і це надзвичайно важливо, немає принципових проблем з масовим виготовленням полімерних протезів: це все-таки не банк органів, який формується роками. І хоча зараз полімерні протези вже міцно ввійшли в клінічну практику, необхідний був революційний стрибок у психології лікарів, що заміняють живий орган на «неживу» холодну матерію. Однак реальність наших днів така, що вже зараз, по даних департаменту науки й техніки Японії, у світі штучні кістки й суглоби одержали 17,5×104 чоловік, кровоносні судини – 7,5 ×105, клапани серця – 3,0×105, штучну нирку – 7,2 × 105 чоловік.
Настільки стрімке зростання споживання синтетичних полімерних матеріалів у медицині викликалонову, надзвичайно важливу проблему, а саме проблему біологічної сумісності полімерів. Переважна більшість матеріалів медичного призначення функціонує в прямому або непрямому контакті із тканинами організму. Щоправда, вони не викликають імунної реакції, та відторгнення, але наслідки такого контакту можуть виявитися настільки ж несприятливими, якщо заздалегідь не прийняти рішучих заходів.
Для того щоб зробити цей, загалом, очевидний зараз висновок, ученим і фахівцям довелося провести численні дослідження, у результаті яких вдалося сформулювати основні вимоги до полімерів медичного призначення.
Саме використання нових полімерних матеріалів у трансплантології та медичній практиці дозволить покращити лікування людей, багатьом надасть можливість вести активний спосіб життя.
Полімерні матеріали – матеріали на основі високомолекулярних сполук – речовин, що складаються з однотипних груп атомів, з'єднаних хімічними зв'язками. Основну масу високомолекулярних сполук одержують або методами хімічного синтезу з мономерів – продуктів переробки природної сировини (нафти, газу, вугілля й ін.), або шляхом переробки природних полімерів (наприклад, целюлози, лігніну). До складу полімерів завжди входять наповнювачі, барвники, пластифікатори, стабілізатори й інші домішки, що регулюють функціональні й технологічні властивості полімерів. При виготовленні виробів компоненти, що входять до складу полімера ретельно перемішують для одержання однорідної пластмаси, з якої пресуванням, литтям під тиском, екструзією (формуванням виробів шляхом видавлювання полімерних матеріалів через профілюючий інструмент), вальцюванням або іншим технологічним методом одержують готовий виріб.
Для медичних цілей використовують полімерні матеріали загальтехнічного призначення, а також спеціальні полімерні матеріали медичного призначення. З перших виготовляють будівельне й санітарно-технічне устаткування лікувальних установ, посуд, предмети догляду за пацієнтами, деталі різних приладів, дослідницької й лікувальної апаратур, інструментів, посуду для аналітичних лабораторій й ін. Застосування полімерних матеріалів замість традиційних матеріалів (металів, скла) обумовлено їх кращими технологічними властивостями, комплексом фізико –механічних характеристик, можливістю переробки у вироби масового вжитку й одноразового застосування. Крім загальтехнічних, до цих полімерних матеріалів пред'являються додаткові санітарно-гігієнічні вимоги – мінімальне виділення в навколишнє середовище газоподібних продуктів, що не перевищує ГДК; нерозчинність у миючих розчинах; можливість стерилізації дезінфікуючими розчинами, газами, УФ-опроміненням, γ-випромінюванням.
Найбільше широко застосовуються полімерні матеріали на основі полівінілхлориду, сополімерів стиролу, поліпропілену, поліметилметакрилату, поліуретанів, фенолформальдегідних смол.
Спеціальні полімерні матеріали медичного призначення призначені для безпосереднього контакту з живим організмом – в ендопротезах і матеріалах для відбудовчої хірургії, у матеріалах і виробах для відбору крові, у вигляді інструментів для внутріорганних досліджень, апаратури, що заміняє функції органів, компонентів терапевтичних і діагностичних засобів. Основу таких полімерних матеріалів становлять синтетичні й природні високомолекулярні сполуки, які не мають на живий організм шкідливого впливу. За характером взаємовпливу на організм полімерні матеріали поділяють на біоінертні, біосумісні та біоактивні.
Біоінертні полімерні матеріали: поліетилен, поліпропілен, фторопласт, силікони, поліметилметакрилат практично не змінюють своїх властивостей під впливом середовищ живого організму. У вигляді готових виробів або матеріалів їх використовують для створення штучних судин (поліетилентерефталат, поліпропілен, фторопласт), клапанів серця (силікон, фторопласт, поліпропілен, поліетилентерефталат), кришталиків очей (поліметилметакрилат), частин ендопротезів суглобів (поліаміди, фторопласт), як штучні сухожилля, м’язові зв'язки (поліпропілен, поліетилентерефталат), деталей апаратів штучної нирки, штучного серця (поліетилен, поліпропілен, поліакрилати, силікони, ефіри целюлози).
Біосумісні полімерні матеріали здатні поступово піддаватися біодеструкції або розчиненню в біологічних середовищах, що дозволяє найбільш сприятливо здійснювати відбудовні хірургічні операції, використовуючи регенераторні функції організму. Матеріали сополімерів вінілпіролідона, акриламіду, акрилатів, поліамідів у вигляді комбінованих протезів, сіток, плівок, листових матеріалів, піноматеріалів, клейових композицій, що розсмоктуються, застосовують для тимчасового заміщення тканин при резекціях, зміцненні стінок органів, закриття ран внутрішніх органів, заповнення післяопераційних порожнин. У травматології біосумісні полімерні матеріали із співполімерів вінілпіролідона й метилметакрилату застосовують для заміщення дефектів кісткової тканини, у вигляді різних сполучних елементів, для склеювання кісткових уламків. У серцево-судинній хірургії аналогічні полімерні матеріали використають при протезуванні судин, зміцненні серцевої стінки.