Введение к работе
. Актуальность работы. Разработка новых биоразлагаемых полимерных материалов для упаковочной промышленности, сельского хозяйства и особенно для медицины представляет чрезвычайно актуальную научно-техническую задачу современной науки. Одним из перспективных направлений создания новых способов введения лекарственных препаратов является конструирование имплантируемых и инъекционных полимерных систем для контролируемой доставки инкапсулированных лекарственных веществ (ЛВ). Анализ мирового рынка медицинских лекарственных препаратов свидетельствует о том, что наиболее перспективными продуктами являются биоразлагаемые полимерные материалы на основе полилактидов, полигликолидов и, в последнее время, -бактериального поли(З-гидроксибутирата) (ПГБ) как наиболее распространенного представителя новейшего класса природных полимеров -полигидроксиалканоатов. В последнее время в МИТХТ интенсивно разрабатываются методы модификации эксплуатационных свойств ПГБ путем его смешения с известными синтетическими полимерами (ПЭ, ПВА и др.). Сложность количественного описания кинетики высвобождения ЛВ связана с необходимостью учета специфики состояния полимерной композиции, т.е. ее структуры и морфологии. Более того, среди научных и патентных публикаций в указанной области лишь крайне ограниченное число работ описывает транспорт в терапевтических матрицах, полученных из смесевых композиций. Поэтому данная работа включает разработку и изучение как самого ПГБ, так и его смесевой композиции с сополимером полиамида (ПА), как направленный поиск новых терапевтических систем, способных длительное время (месяц и более) осуществлять контролируемое высвобождение лекарственного вещества с учетом диффузии и гидролитического разложения. Одновременно, данное исследование способствует снижению стоимости, пока еще достаточно дорогого, бактериального ПГБ.
Цель и задача исследований. Целью настоящей работы является формулировка принципов разработки новых биоразлагаемых систем на основе ПГБ и полиамида (ПА), включающих структурно-морфологические особенности и сорбционно-диффузионные характеристики лекарственного модельного вещества - антисептика (фурациллина).
При этом решались следующие задачи:
Найти оптимальный метод получения полимерных пленок исследуемой смеси полимеров (ПГБ и ПА).
Получить данные о структуре смесевых композиций ПГБ-ПА как функции состава, так и способа получения.
Исследовать ряд физико-химических характеристик, отражающих особенности структуры и эксплуатационное поведение смесевых композиций.
Исследовать кинетические особенности высвобождения сорбционно-диффузионные характеристики воды и лекарственного вещества, а также выяснить механизм сопряжения деструктивного и диффузионного процессов высвобождения.
Научная новизна.
Настоящая работа является первым систематическим исследованием научно-технического характера по сравнительному изучению структуры, диффузии, термофизических свойств системы ПГБ - ПА как специальных матриц для контролируемой доставки лекарств.
Впервые представлена кинетика контролируемого высвобождения низкомолекулярного антисептика, дан математический анализ и предложен механизм сопряжения диффузионного процесса и гидролитической деструкции, ответственных за скорость высвобождения лекарства как из исходного ПГБ, так и его смесей с ПА.
Установлено влияние структуры системы ПГБ-ПА на транспортные характеристики воды и лекарственного вещества. Представлена зависимость транспортных коэффициентов как воды так и лекарства от концентрации ПГБ и концентрации самого антисептика.
Методами ДСК, РСА, СЭМ и ИК-фурье спектроскопии впервые исследованы структурно-морфологические особенности полимерных смесевых систем ПГБ-ПА. Большое внимание уделено морфологии и кристаллической структуре полимеров и ее изменению в процессе функционирования в водной среде.
Практическая значимость. Настоящее исследование способствует
разработке новых высокоэффективных терапевтических систем,
предназначенных для контролируемой подачи антисептика (фурацилина) при
лечении социально-значимых заболеваний. Задачи, решаемые в данной работе,
во-первых, позволят замещать высокостоимостный ПГБ на его более дешевую
смесевую композицию, во-вторых, потенциально приведут к
импортозамещению дорогостоящих лекарственных препаратов.
Продемонстрирована методика получения нового биоразлагаемого материала для медицины. Определены оптимальные дозировки модельного лекарственного вещества.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Международном симпозиуме по анализу, деградации и стабилизации полимеров и биополимеров (2003г Университет Аликанте, Испания), Европейской конференции "Евросмеси и Евронаполнители" (2005 , Брюгге, Бельгия), Молодежная Конференция ИХБФ - вузы (2004, Москва). Конкурс молодых ученых МИТХТ, с присуждением премии А. Б. Догадкина (МИТХТ, Москва 2005).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 160 страницах и состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной части, результатов и их обсуждения, выводов, списка литературы. Работа содержит 51 рисунок, 18 таблиц 154 библиографических ссылок.
Похожие диссертации на Новые композиционные полимерные материалы на основе поли(3-гидроксибутирата) для контролируемого высвобождения лекарственных веществ
