Водорастворимые полимеры

В нашем воображении полимеры ассоциируются с пластиковой посудой, моющимися обоями и плащами-дождевиками, то есть мы воспринимаем их как вещества, весьма стойкие к действию воды. Но есть и такие, которые растворяются в воде! Вы с ними давно знакомы, просто не обращали внимания. Ну, что ж, попытаемся рассказать что-нибудь интересное и о них.

Известно очень мало растворителей для полимеров. И вода среди них едва ли не наихудший. Считанные полимеры растворяются в ней. Можно спросить, а не все ли равно, в чем растворять полимеры? Ну, во-первых, ясно, что вода самый дешевый растворитель. Во-вторых, из всех растворителей - это самый безопасный, нетоксичный. Кроме того, полимер удобно перевозить в сухом виде, а воду добывать на месте.

Природные водорастворимые полимеры знакомы нам с детства: кто из нас не жевал вишневый клей, не ел мармелад, или не пил кисель? Самый известный из них - крахмал. Еще с ІІ века до нашей эры дошли до нас сведения о том, как получать его из пшеницы. Чтоб растворить крахмал, его надо «заварить» в горячей воде. Если крахмал смочить холодной водой и осторожно нагреть, образуется известный продукт его переработки - декстрин, который можно растворять и в холодной воде. Если же обработать крахмал соляной кислотой, отделить от раствора и высушить, образуется еще один клей, который называется квелин. Он тоже растворим в холодной воде.

Из природных водорастворимых полимеров весьма популярны желатина, ее вываривают из костей животных, агар-агар и соли альгиновой кислоты, их выделяют из морских водорослей.

Но природные полимеры дорогие и дефицитные, к тому же, они не всегда обладают нужными свойствами. Как правило, можно подобрать, или даже специально синтезировать полимер, имеющий для конкретного применения более подходящие свойства.

Полимеры, молекулы которых способны приобретать в растворах электрический заряд, называются полиэлектролитами. Ими могут быть не только искусственно созданные молекулы, но и наиважнейшие природные биополимеры - белки. Плазма крови - это сложнейший раствор полиэлектролитов. Так что, не надо далеко искать водорастворимые полимеры, они в нас самих.

Из водорастворимых полимеров вполне можно изготавливать нитки и ткани. Но, казалось бы, кому нужна одежда, исчезающая во время дождя, или купальник одноразового действия? Между тем, нитки, растворяющиеся в воде, нужны. И более всего, наверно, хирургам. Для сшивания ран и перевязывания кровеносных сосудов они применяют “нитки” из шелка, волос, кетгута (тонких полосок из телячьих или овечьих кишок). Шелк и волос не рассасываются, поэтому шву после заживления ран приходится снимать. Кетгут самостоятельно рассасывается в организме, но часто еще до полного заживления ран. Нитки, изготовленные из полимеров, например, из полигликолевой кислоты не имеют этих недостатков, они растворяются только после полного рубцевания, и полностью выводятся из организма. Для таких нитей характерны четкие сроки рассасывания, отсутствие реакции тканей организма, прочность и ряд других положительных свойств. Поэтому в настоящее время около 80 % применяемых во всем мире шовных материалов - рассасывающиеся полимерные нити.

Медленно растворяющиеся ткани и волокна можно применить в качестве эффективного перевязочного материала, если химически соединить полимер, например, поливиниловый спирт, с молекулами бактерицидных веществ. Одежда врачей, салфетки и простыни, сделанные из таких тканей, полностью обеззараживаются при смачивании водой.

Новые лекарственные препараты на основе водорастворимых полимеров все чаще применяют в медицине. Основное их преимущество - пролонгированное действие, то есть лекарство попадает в организм не сразу, а постепенно, на протяжении определенного промежутка времени. Это дает возможность реже их употреблять, снизить разовую дозу. Лекарства действуют более длительный срок, и, бывает, доставить их к пораженному органу можно только с помощью водорастворимых полимеров.

Яркий пример - лечебные глазные пленки. Они, в отличие от капель, которые быстро портятся и легко вымываются слезами, обеспечивают длительное действие лекарств на глаза больного. Основа таких пленок - те же водорастворимые полимеры. Полимерная основа пленки растворяется в слезной жидкости, постепенно освобождая лекарство, например, фибринолизин, и обеспечивает пролонгированное действие фермента, концентрация которого достигает максимума через 12 часов и сохраняется на этом уровне в течение суток.

Они же во многих случаях позволяют избежать инъекций. Их приходится делать в том случае, когда лекарства разрушаются в кислотной среде желудка. Если же больному дать “полимерную” пилюлю, которая не поддается действию желудочного сока, зато охотно растворяется в щелочной среде кишечника, то лекарства будут доставлены по назначению и без инъекций.

Ну а сами растворы полимеров, годны ли они на что-нибудь? Несомненно! Например, кровь, эта драгоценная жидкость, как ее временами не хватает! Но ведь кровь - это “живая” дисперсия кровяных телец в плазме - водном растворе биополимеров. Нельзя ли ее заменить, хотя бы временно, другими полимерами, способными исполнять те же функции? Представьте себе, можно.

Еще в 1915 году на практике использован кровезаменитель на основе желатины. Для замены донорской крови в аппаратах искусственного кровообращения долгое время применяли такие препараты, как желатиноль. Уже из названия видно, что его тоже получают из природного полимера - желатины. С сороковых годов и по сей день, используются кровезаменители на основе декстрана и многих других водорастворимых полимеров. Эти препараты еще не вполне совершенны, но работы по созданию полноценных кровезаменителей продолжаются.

Источник: Денисевич С.А