Raziskave na področju polimernih materialov - polimeri za medicinske namene

POGLAVJE 1
RAZISKAVE V polimernih materialov za uporabo v medicini. TRENUTNO STANJE IN PERSPEKTIVE
Kazuhiko Atsumi

uvod

Polimeri so postali del sodobne medicine in so se uspešno uporabljajo v različnih področjih, kot so medicinske potrebščine, materialov za proizvodnjo opreme in orodij, sanitarne in higienske izdelke, dental supplies materialov in, končno, za izdelavo umetnih organov človeškega telesa. Makromolekularne snovi so tako globoko zakoreninjena v sodobni praksi, da bi njihova odsotnost dal vse medicinske znanosti soočajo z resnimi težavami. Jasno je, da so najpomembnejši tisti polimerni materiali, ki jih lahko uporabimo bodisi farmacevtsko ali protetičnih delov telesa in organe človeka.
Širok razlike v molekulski masi in veliko molekulsko maso snovi stereostructures, kakor tudi njegova uporaba v različnih kombinacijah z drugimi polimeri ustvarili skoraj neomejene možnosti za najširši krog neznanih materialov, in sposobnost slednjih je še posebej pomembno za opravljanje povsem nove funkcije.
Takoj, ko razvija raziskave na področju biokemije, poznavanje bistva procesov in metaboličnih sistemov, zbira podatke o molekularno zasnovo, ki je vse bolj izgublja iluzorna in uresničili idejo dobili popolnoma novega polimerni materiali in medicinsko opremo, sposobnost za odpiranje drugih, pogosto nepričakovane možnosti na področju diagnostike in v samem procesu zdravljenja.
To je težko preceniti vlogo polimerov in pri ustvarjanju umetnih organov človeškega telesa. Če je, na primer, izdelali model, ki simulira delovanje notranjega organa, je očitno, da je material za ta model ne more biti na tak ali drugačen način povezani s kategorijo makromolekularne, ki izhaja iz same narave bioloških funkcij, izredno zapletene in različne.
Kasnejši razvoj polimernih materialov - od surovin, le za proizvodnjo razmeroma enostavnih umetnih organov, na funkcionalnih izboljšav, ki se izvajajo kolegi - naj bi vodila k oblikovanju snovi, približuje v njeni sposobnosti, da biofunctional simulirane živih teles. Nadaljnji napredek v tej smeri bo omogočilo, da pridejo blizu dešifriranja biopolimerov, t. E. Za dokaj globoko prodiranje svojih lastnosti, funkcij in metamorfoze. Z drugimi besedami, bo študija makromolekularnih snovi za medicinske namene sčasoma odpreti nove poti in obzorja za razumevanje pojava življenja.
Kar zadeva posebno uporabo polimerov za oblikovanje umetnih organov in delov človeškega telesa, je treba opozoriti, da je, razen za možgane in v želodcu, ki je v skladu s sodobnimi pogledi in splošni znanstveni ravni ni mogoče nadomestiti, skoraj vse organe preiskal in vzoru, da bi ustvarili ustrezno analogi nadomestek . Uporaba najnovejše, namesto naravnih organov, katerih funkcije zaradi poškodb ali drugih razlogov, je pokvarjen, je najbolj radikalen način lecheniya- jih ima na telo novo življenjsko faktor in se lahko imenuje resnično revolucionaren način.
Leta 1976, v povezavi z znamenito razcveta na področju naravoslovnih ved ministrstva za znanost in tehnologijo Japonske je izvedla dolgoročno napovedovanje uporabe umetnih organov na Japonskem in v svetu 1980-1990. Zlasti je bilo ocenjeno, pojavnost večjih klinično uporabo umetnih organov človeškega telesa, med tistimi, ki so trenutno že uporabljajo ali pa so v fazi pred njihov prenos v kliniki. Napovedali smo, da je treba eksperimentalno opremo in znanstvenih delavcev. Nekateri pridobljenih podatkov so prikazani v tabeli. 1.
Leta 1980, je uporaba umetnih organov klinike na Japonskem določena z naslednjimi številkami.
Umetni kosti in sklepov - 1.500 ljudi, žile - 7500 ventili - 2000, srce - Lung - 6000 voznikov ritma- 10000, umetna ledvic - 24 000, umetno srce - 3000 ljudi. V svetu, v istem letu, umetni organi so oziroma 7500, 750.000, 300.000, 900.000, 300.000, 720.000 in 150.000 ljudi.

Tabela 1: Napoved potreba po umetnih organov
(Po podatkih ministrstva za znanost in tehnologijo, 1976)

Leta 1990 bo klinična uporaba umetnih organov na Japonskem dosegli naslednjo stopnjo.
Umetni kosti in sklepov - 3.000 ljudi, žile - 24 000, ventili - 6000, srce, pljuča - 100 000, spodbujevalniki - 20 000, ledvica - 38 000 heart- 10.000 ljudi. V svetu, v istem letu, umetni organi prejeli oziroma 15.000, na 2,4 milijona. 900 000-1500000., 600.000, 1.140.000. In 500 000 ljudi.
Razume se, da se je število nizov m. E. celoti sestavljene enote umetno telo lahko sovpada s številom bolnikov, vendar dovolj pogosto, te vrednosti razlikujejo. Enakost opazili, na primer, s pomočjo umetnih kosti in sklepe, krvne žile in srčne zaklopke. Umetno srce, pljuča, ledvice in nekateri drugi organi, so le začasno uporabljajo, tako da isti nabor Tu lahko uporablja nekajkrat, in primeri večkratne uporabe lahko dosegla več sto. Očitno je, da bi moralo biti število takšnih enot manjše od števila bolnikov. Vendar pa, kot je nadaljnji razvoj v prenosnih in vsaditev umetnih organov, zlasti pljuč in ledvic, za vsakega bolnika, bodo morali imeti eno popolno umetno orgle in posledično neizogibno zbliževanju obeh digitalnih kazalnikov.
Raziskave o vzpostavitvi in ​​izboljšanju umetne ledvice, ki na Japonskem za 993 eksperimentalne enote, tj. E. Za določitev znanstveno delo na tem področju so na voljo dovolj dobro. Število kosov opreme za poskuse z drugimi umetnih organov giblje od deset do več sto. Skupno število znanstvenih delavcev na Japonskem, eksperimentirajo na področju umetne ledvice je dokaj visoka in doseže 2.400 ljudi. Osebje je sodelovala pri nastanku in izboljšanje drugih organov, precej manj, in sicer od 100 do 500 ljudi na vsako temo.

Trendi in razvoj skupne možnosti umetnih organov

Zgodovinska perspektiva v kombinaciji s napovedovanje predlaga tri glavna področja znanstvenih raziskav na področju umetnih organov človeškega telesa:

Video: Tehnični konoplja - najbolj obetavne gradivo za 21. stoletje, kako organizirati nove industrije?

1. podaljšanje akcijskega telesa;
2. Največja univerzalnost funkcij;
3. zmanjšanje velikosti (minimalizem) - razvoj prenosnih in vstavljenih umetnih organov v telesu. Glede na to, kot na primer umetne ledvice, lahko zasledimo težnjo, da jo uporabljajo za dolgoročne dializnih bolnikov, ne samo akutnih, pa tudi kronično ledvično odpovedjo. Zelo intenzivne raziskave potekajo tudi na področju umetne srčne pljučih in cilj zdaj je podaljšati veljavnost teh organov, od nekaj ur do mesecev.

Funkcije enako umetna ledvica dializo zmanjša na biorazgradljivosti in strupenih produktov. Nasprotno pa so sodobne raziskave na tem področju usmerjena v ustvarjanje ledvico, ki bi bil sposoben selektivno filtriranje in resorpcije, in v bližnji prihodnosti - za izvajanje funkcij sečnih cevk.
Kar zadeva uporabo umetnih organov, je treba opozoriti, da je veliko metod izvaja začasne uporabe zunaj telesa, vendar je idealna in najbolj obetavna metoda, ki se nedvomno šteje za umetno implantacija organ v telesu. Očitno je, da je razvoj prenosne umetne ledvice z nadaljnjo miniaturizacijo so bistveni koraki v tej smeri.
Pred kratkim je začela obsežno študijo v zvezi z ustvarjanjem umetne krvi, jeter, trebušne slinavke, in umetnih čute. Nobenega dvoma ni, da je uspeh takšne raziskave ne zahteva samo nove opreme in tehnologije, temveč tudi bistveno različne metode, učinkovitost vse delo, ki ga ni mogoče predstavljati brez skupnih prizadevanj na področju makromolekul kemije, sistemskega inženiringa, natančno izdelavo in sorodnih področij znanosti in eksperimentalne metodologije . Imenovanje človeškega telesa umetnih organov ni omejena na zamenjavo naravnih, živih organov, tj. E. Krogla radikalne terapije. To odpira povsem novo področje temeljne metodološke medicine, ki temelji na simulacijo in modeliranje analognih funkcij telesa.
V poskusih z dnevnim srce precej pogosti primeri, kjer ni jasno, kaj točno počne kroži drogo - na obtočil in srca. Ob istem času, rezultati poskusov na živalih z umetnim srcem nam omogočajo, da odgovor na to vprašanje jasno.
Na koncu je treba poudariti, da je uporaba umetnih ledvic in jeter omogočajo dekodiranje in razlagajo bistvo pojavov, kot so urinarni zastrupitve ali jetrno komo. Končno bo nekaj študij, povezanih z umetno srce razjasni sliko delovanja srca, mehanizem za regulacijo pretoka in presnove.

Video: 14. februar 2013. Mednarodna znanstvena konferenca o regenerativni medicini v Rusiji (Part 2)