Введение к работе
Актуальность выбранной темы. Макромолекулярные системы, обладающие различной биологической активностью, в частности, оказывающие лекарственное действие, обладают существенными преимуществами перед низкомолекулярными аналогами, а в ряде случаев определенные виды активности характерны только для макромолекулярных систем.
К настоящему времени описано большое количество полимерных соединений различного химического строения, проявляющие биологическую активность как за счет макромолекулярной природы (полимеры с собственной биологической активностью), так и за счет определенного фрагмента, который может постепенно выделяться из полимера и поступать в биологический объект (системы с контролируемым выделением активного вещества).
В последнем случае определяющее значение имеет не только тип выделяющегося активного вещества и характер связи его с полимерным носителем, определяющей скорость выделения, но и строение самого полимерного носителя, который должен обладать высоким уровнем безвредности (особенно для систем, вводимых инъекционно).
Поэтому во многих случаях в качестве основы для создания полимерных носителей лекарственных веществ используются полимеры, хорошо изученные как компоненты кровезаменителей, взаимодействие которых с организмом исследовано достаточно глубоко, в том числе поли-N-винпилпирролидон, входящий в состав кровезаменителей дезинтоксикационного назначения.
Важнейшим элементом создания лекарственных полимеров с контролируемым выделением активного вещества является выбор иммобилизуемого объекта, определяющего характер и уровень биологической активности, что отражено в громадном числе публикаций.
В то же время, такая важная группа биологически активных полимеров как макромолекулярные производные биогенных металлов, в первую очередь переходных групп, которые могут явиться основой целого ряда терапевтических систем, исследована явно недостаточно.
При этом существенно, что успешное использование таких систем связано с обеспечением постепенного поступления активного агента в организм в оптимальных дозах и исключение возможной токсичности, проявляющейся при повышенных концентрациях. Это подразумевает использование для иммобилизации металлов оптимальных по своим характеристикам носителей, как с точки зрения полной выводимости из организма, так и с точки зрения отсутствия острой и длительной токсичности.
Таким образом, весьма актуальным является разработка полимерных металлокомплексов, содержащих различные металлы, а в качестве макромолекулярных носителей используются полимеры с высоким уровнем биологической безвредности.
Цель работы состояла в разработке нового типа полимерных носителей для биологически активных веществ на основе эпоксидсодержащего поли-N-винилпирролидона, содержащего боковые комплексообразующие аминокислотные группы, получение на их основе макромолекулярных комплексов переходных металлов и исследование их в качестве макромолекулярных систем, обладающих различными типами биологической активности.
Научная новизна работы. Разработаны новые биологически активные аминокислотные производные поли-N-винилпирролидона и их металлокомплексы, характеризующиеся низкой токсичностью и проявляющие биологическую активность различного типа.
Предложен новый метод функционализации поли-N-винилпирролидона, в том числе его промышленных образцов медицинского назначения, путем введения в него эпоксидных групп с использованием модифицированной реакции Дарзана, что позволяет получать реакционноспособные полимерные производные этого полимера с заранее заданным молекулярно-массовым распределением.
Получен ряд новых полимерных соединений низших ,-аминокислот путем их реакции с эпоксидсодержащим поли-N-винилпирролидоном и металлокомплексов ряда переходных металлов на их основе.
Впервые получены аминокислотные производные поли-N-винилпирролидона и их металлокомплексы с использованием в качестве носителя амфифильного полимера N-винилпирролидона, способного к образованию наноразмерных агрегатов в водных растворах, и изучены их свойства.
Показано, что аминокислотные производные эпоксидсодержащих полимеров N-винилпирролидона и металлокомплексов на их основе обладают различными типами биологической активности. Выявлена взаимосвязь между биологической активностью полимеров и их химическим строением.
Практическая значимость работы. В модельных условиях в опытах на клетках и в опытах на животных in vivo показано, что синтезированные полимеры и металлокомплексы на их основе обладают низкой токсичностью, и проявляют высокую иммуностимулирующую, иммуноадъювантную, антвирусную, гемостимулирующую активность, а также усиливают продуцирование интерферона, подавление репликации микроорганизмов под действием антибиотиков.
Эти данные указывают на перспективность использования синтезированных полимеров и их металлокомплексов в качестве основы лекарственных препаратов.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 220 стр. машинописного текста и включает введение, обзор литературы, обсуждение результатов, основные выводы и список цитированной литературы из 243 наименования. Работа содержит 53 таблиц и 68 рисунков.