Технология получения текстильных и гидрогелевых депо-материалов с радиопротекторными свойствами (1095146), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Согласно литературным данным [137, 138],основными преимуществами использования метода радиационной стерилизации при получениимедицинских изделий (в сравнении с термическими и химическими способами стерилизации)129являются возможность его применения для обработки термолабильных веществ (например,ЛП), а также продукции, упакованной в тару, т.е. без непосредственного контакта со стерилизующим агентом. Указанные факторы очень важны с точки зрения практического внедренияразрабатываемой нами технологии, так как необходимо оказывать минимальное, в частности,температурное воздействие на ЛП (во избежание изменения их химических и фармакологических свойств), введенные в «депо» как текстильного, так и гидрогелевого материала. Данныелечебные материалы, как было показано ранее, поступают на стерилизацию в расфасованномвиде, в связи с чем необходимо обеспечить 100 % деконтаминацию микроорганизмов при одновременном сохранении целостности выпускной формы изделия и его упаковки [139].Целью данного исследования, актуальность которого заключается в необходимостиобеспечения сохранения неизменными качеств и свойств облучаемых объектов, являлось изучение воздействия ионизирующего излучения на разрабатываемые материалы с тем, чтобы всоответствии с технологическим процессом выбрать оптимальные условия их стерилизации.В соответствии с технологическим регламентом производства материалов «Колетекс»[40], облучение лечебных ТМ производится более высокой дозой (15 кГр), чем гидрогелевыхматериалов (6 кГр), что обусловлено имеющимися данными о большей устойчивости бактерийв сухой среде по сравнению с влажной [138].
Так, в работе [138] при облучении гаммаизлучением дозой 3,6крад кишечной палочки во влажных и сухих условиях было получено 37%выживших клеток во влажной среде и тот же процент выживания при дозе в 3,4 раза большейдля высушенных бактерий. Доза полной инактивации сенной палочки в высушенном состояниипри гамма-облучении увеличивалась примерно в 1,4 раза, что, таким образом, свидетельствуетоб уменьшении радиационной чувствительности микроорганизмов в сухой среде [138].На основании изложенного материала представляло интерес исследовать воздействиеобразующихся при облучении свободных радикалов на используемые в данной работе водныерастворы альгината натрия.3.3.1 Использование биополимера альгината натрия в качестве модели длярадиобиологических исследованийСогласно литературным данным, приведенным в литературном обзоре, биополимеры являются акцепторами радикалов воды [200], а, значит, они подвержены радиационной деструкции.
Описание радиолиза в клетке или описание химических процессов, протекающих в клеткепод воздействием ионизирующего излучения, применяемого в лучевой терапии, и вызывающихсовокупность ответных биохимических реакций является одной из проблем первостепеннойважности, так как определяет возможность управления процессом радиозащиты. Водные рас-130творы биополимеров, как уже было отмечено, являются удобной моделью для радиобиологических исследований, так как в клетке, в среднем, содержится до 80 % воды, а ее отдельные участки представляют собой набор растворов органических и неорганических веществ разныхконцентраций [200]. Таким образом, процессы, реализуемые при лучевом воздействии на биополимеры, должны протекать и непосредственно в живых клетках.
Следовательно, можно ожидать, что, разработав способ радиозащиты полимера, станет возможным использовать его дляпрофилактики лучевых поражений у онкологических больных.3.3.1.1 Исследование влияния концентрации альгината натрия на устойчивость егогидрогелей к действию радиационной стерилизацииОдним из наиболее доступных способов определения степени повреждения биополимерапри облучении гидрогелей является метод анализа вязкости его растворов, уменьшающейся засчет изменения физико-химических свойств макромолекул [296]. На рисунке 45 представленыданные об изменении вязкости растворов альгината натрия различной концентрации под воздействием облучения в промышленных условиях (методика 2.2.15.1) в дозе 6 кГр, которые свидетельствуют о необходимости защиты исследуемых систем от радикалов, генерируемых прирадиолизе воды.Эффективная вязкость, Пас5048,3454033,8353025до стерилизации21,020после стерилизации1510511,68,56,10,20,61,52,805%6%7%8%9%Содержание альгината натрия в полимерной композицииРисунок 45 – Влияние гамма-стерилизации (доза 6 кГр) на вязкость гидрогелей альгинатанатрия, ММ = 142 кДа ( = 5 с-1)В результате облучения водный раствор полимера (гидрогель) подвергается радиодеструкции, что иллюстрируется, в первую очередь, резким падением его вязкости.
Данный аспектявляется особенно актуальным в том случае, когда непосредственно лечебная композиция является выпускной формой медицинского изделия. Как видно из рисунка 45, падение вязкости взависимости от концентрации полимера может достигать 82 – 97 %. Увеличение концентрации131альгината натрия в композиции не приводит к снижению степени радиационной деструкции.Некоторое повышение радиоустойчивости композиций в данном случае обусловлено меньшимсодержанием воды в системе, что приводит к некоторому увеличению роли процесса сшиваниямакромолекул в результате радиолиза относительно деструкции.Для оценки степени радиационной деструкции биополимера в работе нами использованкритерий относительной вязкости, рассчитываемый как отношение вязкости облученной композиции к исходной вязкости.
В зависимости от характера протекающих процессов эта величина может изменяться в двух направлениях – в сторону увеличения (значение больше 100 %) и всторону уменьшения. Первый случай характерен для тех систем, где протекают процессы образования сшивок под действием излучения, второй – для систем, разрушающихся при облучении. Относительная вязкость для облученного 7 % раствора альгината составила 7 %. При облучении 7 % раствора альгината натрия дозой 10 кГр относительная вязкость системы составила 1 %. На рисунке 46 показана схема действия облучения на альгинат натрия [297, 298, 299].Действие облучения на 2% растворы альгината натрия (10 – 500 кГр,t=20-25oC)ОлигосахаридыРисунок 46 – Возможные места разрыва цепи при облучении альгината натрия [297, 298, 299]Механизм процесса радиационной деструкции альгината натрия при облучении [297,298, 299], происходящей в результате разрыва гликозидных связей, представлен на рисунке 47.Основными радиолитическими эффектами при облучении полисахарида, протекающимивследствие превращений первичных радикалов и макрорадикалов, являются: образование разрывов и сшивок в макромолекулах, моно- и дисахаридов; образование новых восстанавливающих и карбоксильных групп, дезокси- и дезоксикето-звеньев в составе макромолекул.
В числепродуктов деструкции водного раствора полисахарида, согласно литературным данным, зарегистрированы низкомолекулярные продукты деструкции низкомолекулярного звена: СО, СО 2,СН4, альдегиды, кетоны, муравьиная и другие карбоновые кислоты, спирты [200].Для первичных радикалов облучаемых высокополимеров глюкозы, возникающих в результате разрыва связей С-Н, С-ОН характерно протекание реакций дегидратации (β- и αэлиминирование Н2О), изомеризации с расщеплением связей С-С и С-О, перегруппировки химических связей С-Н в ангидроглюкозном цикле, гидролитического расщепления β-связей в углерод-центрированных гликозидных радикалах [200].132Альгинат натрияОблучениеРисунок 47 – Деструкция основной цепи альгината натрия при его облучении в водномрастворе [297, 298, 299]На рисунке 48 представлена зависимость молекулярной массы альгината натрия от дозыМолекулярная масса, Дапоглощенного раствором полимера ионизирующего излучения.Доза облучения, кГрРисунок 48 – Изменение молекулярной массы альгината натрия при облучении [297, 298, 299,300]Какпоказанонарисунке48,экспоненциальныйростдеструкцииальгината натрия происходил с увеличением дозы облучения до 200 кГр, после которой дальнейшая деструкция не наблюдалась.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
