Скачать 1.15 Mb.
|
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ А.Ю. Билибин, И.М. Зорин ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В МЕДИЦИНЕ И БИОЛОГИИ Учебное пособие Издательство Золотое Сечение Санкт-Петербург 2008 Содержание 1. Роль высокомолекулярных соединений в существовании жизни на Земле 4 2. Основные представления о химии и физико-химии высокомолекулярных соединений 5 2.1. Основные свойства высокомолекулярных соединений. 7 2.1.1. Деформационно-прочностные свойства. 7 2.1.2. Свойства растворов полимеров. 8 ^ 4. Принципы классификации полимеров и материалов на их основе, используемых в биомедицинских технологиях. 17 ^ 4.1.1. Углеводороды и элементорганические полимеры. 18 4.1.2. Полисахариды и их производные. 18 4.1.3. Полиэфиры и поликарбонаты 19 4.1.4. Полиамиды. 19 4.1.5. Полимеры других химических классов. 20 4.1.6. Требования к молекулярным характеристикам полимеров медицинского назначения. 20 ^ 5. Конкретные области использования полимеров биомедицинского назначения. 22 5.1. Полимеры медико-технического назначения 22 ^ 5.2.1. Полимеры как функциональные и вспомогательные материалы для создания лекарственных форм медицинских препаратов. 24 5.2.2. Полимеры, используемые в восстановительной хирургии 29 5.2.3. Полимеры направленного биологического действия 33 ^ 5.3.1. Химическая природа полимера для изготовления скаффолда. 38 5.3.2. Типы полимерных скаффолдов, технологии их изготовления; 39 5.3.3. Взаимодействие клеток с полимерной поверхностью скаффолда. 42 ^ 6. Полимерные мембраны 46 6.1. Общие сведения о мембранной фильтрации 46 6.2. Способы изготовления и особенности структуры мембранных фильтров 48 ^ 6.4. Газоразделительные мембраны 55 7. Полимерные сорбенты и носители 58 7.1. Классификация полимерных носителей 60 7.2. Синтез полимерных носителей 67 7.2.1. Синтез носителей с формированием их микроструктуры в процессе полимеризации 68 7.2.2. Введение функциональных групп в полимерную матрицу 70 7.2.3. Получение носителей сшивкой готовых макромолекул 73 ^ 7.3.1. Синтез пептидов на полимерных носителях 75 7.3.2. Полимерные реагенты в синтезе пептидов 78 7.3.3. Полимерные реагенты в органическом синтезе 79 7.3.4. Другие примеры использования полимерных носителей 81 7.4. Полимерные материалы для хроматографии и электрофореза. 85 ^ Высокомолекулярные соединения как особая низкоэнтропийная форма существования вещества представляют собой основу возникновения и существования жизни на Земле, каким бы ни было ее происхождение – привнесенная из Космоса или возникшая из простейших веществ непосредственно на Земле. Основой продолжающейся уже более двух миллиардов лет жизни на Земле является способность макромолекул записывать, хранить и воспроизводить информацию. Без этой способности вещества, характерной только для высокомолекулярных соединений, существование и воспроизведение жизни невозможно. Таким образом, жизнь на земле или за ее пределами могла возникнуть только как результат формирования сложных макромолекул из атомов и молекул простых веществ. И действительно, какой бы самый простой живой организм мы ни взяли для рассмотрения, мы обязательно обнаружим в нем высокомолекулярные соединения как основной структурный и функциональный компоненты. Основное свойство живой материи – способность к самовоспроизводству – определяется именно информационной способностью макромолекул. Вирусы – полувещества-полуорганизмы – состоят из изменчивой белковой оболочки и «начинки» из нуклеиновых кислот. В простейших одноклеточных организмах содержание и природа составляющих их высокомолекулярных соединений гораздо более разнообразна и по функциям и по химическому составу этих полимеров. Так один из самых распространенных природных полимеров полисахарид целлюлоза (ежегодное производство в природе 1015 кг) является структурной основой всех растительных организмов. Структурную функцию экзоскелета членистоногих выполняет другой полисахарид – хитин, у млекопитающих структурную функцию выполняют коллагены и другие белки. В дальнейшем изложении эти вопросы будут рассмотрены более подробно. С усложнением организмов возрастает и количество видов полимеров, используемых Природой для «конструирования» этих организмов, и сложность и многообразие их функциональных назначений. То обстоятельство, что по своей природе и физико-химическим свойствам (гибкость, мягкость, эластичность, способность разлагаться в физиологических средах) многие натуральные и с синтетические полимеры и материалы на их основе сходны с различными тканями человеческого организма создает естественную основу для их использования в медицинских целях. И действительно материалы из природных полимеров широко использовались во врачевании с древнейших времен (перевязочные и шовные материалы, пленочные покрытия из соков и отваров растений и др.) Роль полимерных материалов в современных медицинских и биологических технологиях трудно переоценить, притом, что их значение постоянно возрастает. Это и конструкционные материалы для медицинских инструментов, деталей медицинских аппаратов, и вспомогательные вещества для производства лекарств — наполнители, упаковочные материалы, и, наконец, материалы сложного функционального назначения — узлы медицинских аппаратов типа искусственное легкое, искусственная почка, а также кровезаменители. Полимеры широко используются и в медицинском и биохимическом анализе. Очевидно, что функциональные назначения полимеров в медицине и биологии предъявляют гораздо более жесткие требования к свойствам и характеристикам полимерных материалов, а также методам их аттестации. Некоторые вопросы, связанные с ролью высокомолекулярных соединений в биологии и медицине рассматриваются в настоящей главе. Однако для лучшего их понимания читателями, недостаточно знакомыми с высокомолекулярными соединениями целесообразно рассмотреть основные положения этой области знаний. |
![]() | М65 Патоморфоз заикания. Изменение картины возникновения и течения заикания, особенности коррекционной работы: Учебное пособие.... | ![]() | Б79 Менеджмент / Учебное пособие. — Спб.: «Издательство "Питер"», 2000. — 160 с.: ил. — (Серия «Краткий курс») |
![]() | Шаляпин В. В. Основы микропроцессорной техники: учеб пособие / Шаляпин В. В. / 2011. — 207 с | ![]() | Экономика: учебное пособие / Е. Г. Гужва, М. И. Лесная; под ред. М. И. Лесной; спбгасу. – спб. 2011. – 203 с |
![]() | ... | ![]() | Всемирном потопе, засыпанные песками пустынь древние города Средней Азии, погребенные под слоем вулканического пепла города Помпеи,... |
![]() | Фещенко Л. Г. Редактирование газетного текста: Жанровый аспект: Учебное пособие для студентов факультета журналистики. Спб.: Лаборатория... | ![]() | Артиллерийское оружие вмф: Учеб пособие. Спб.: Изд-во Спбгэту «лэти», 2003. 43 с |
![]() | Кафедра отечественной истории, политологии и социологии спбгувк (зав кафедрой д-р соц наук, проф. О. А. Лиходей) | ![]() | Методика преподавания русского языка как неродного (нового): Учебное пособие для преподавателей и студентов. М.: Издательство Российского... |