Регулирование времени биодеструкции полиуретанов путем влияния на них гамма-облучения тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.10 ВАК РФ

Б С А НАЩОНАЛЬНА АКАДЙЯЯ НАУК УКРАТНИ

1НСТИХУТ БЮОРГЛН1ЧН0Г Х1М1Т ТА НАФТОХ1М1Т

На правах рукопису

ШЕКЕРА Олег Васильевич

Рагуливапня часу бюдвструкш I шшуроташв иляхом в плтту на них 7-опрон1поаня

02.СОЛО. - Бюорган1Чяа ХШ1Я, лги л прирядзих

та ф1з!олопчло зктавнкх рзчовив 02.00.05. - Х1Н1Я високомолекулярштх сподук

Автореферат дксортаци па здобутгя ваутазвпго ступевя канхидата Х1М1ЧШ1Х паук

- 19Э4

Дисертащеп е рукошс

Робота виконана у в!ддш бюсушсних полмер1в 1нотитуту Х1МИ високомолекулярних сполук Нац!опальноI Академ! г Наук Укра1ни

Науковий кер1впик:

доктор бюлопчних наук, професор Г.О.Пхакадзе

0ф1Ц1йН1 опоненти:

доктор Х1М1ЧНИ1 наук В.В.Шевченко доктор бюлопчних наук, професор С.0.Куд1нов

Пров1дна установа: Ф13ико-х1М1чний 1нститут

$ы. О.В.Богатсыгаго НАН Укракни

Захиот в!дбудеться ".¿-У' лисГ&и*^^1994 р. на за-С1давн1 спещал1зовано1 вченоI рада Д OI6.65.OI в 1нститут1 бюоргангао! ими та нафтоимЛ НАН Укракни аа адресов: 253094, Ки1в, Мурыанська, I.

3 дисертацюо можна ознайомитись в б1блютещ 1нституту б1ооргаН1чно! ими та нафтохшп НАН Укракни.

Автореферат разюланий. 01? ¿Хла&ГкЗ- 1994 р.

Вчений секретер спвталзовано! ради

Д.Ы.Федоряк

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

. Актуалыисть теми. Створення синтетичних полIмсрних ма-тер!ал1в, що зазнагать бюдеструкцн, с одним з нэйвэжлив1шш папрянк1в в хшп медичних псшмэр1в.

Серед полшерккх катергаглв, и.о застосовутотьсп для ен-допротезування, досить порспективними с пол1уретани (ПУ). Досл1Дження 6ЮХ1М1ЧНИХ процес!в 1 кл1тинних реакц'|й на гранит полтер-тканшга та пстотоксичност! показали, що ней клас псшмер!в с бюсушсгшм. що пов'пзусться з паявн1стю у склад: ПУ уретапових труп, як! под!бн! за хжпг.ою будовоп до пептидних (ашдних) труп б!лк!в.

Одшею з взжливих задач для ПУ..що використовуютьоя як шплантати ткмчзсово! ди, с знаходшпнл способ!в регулюзан-ня строка бюдеструкцн. Ранние у В1дд1л1 бюсумюнкх шш-мер!в було показано, ко строга бюдеструкпп ПУ можна регу-лювати сл1дуючкми ишчними шляхаш: введениям в головний лапгдег пол!мера Л8гкопдрол!эуючих фрагмент!в та природних сполук; надапня ПУ здатпост! "саморуйнуватися" в орган1зм1; активащею клпинного иляху бюдеструкцн. Але й на сьогод-Н1 проблема рзгулювання часу бюдеструкцн ПУ с досить ваш-ливою I далеко но вичерпаноп.

Полшерн! Шплантати, що знаходятьсп в контакт! з орга-шзмом, ПОВИНН1 в1дпов!дати повним обов'язковкм вимогам мо-дико-бюлопчного характеру, головними з пких с в!дсутпють токсичного та бластоногогшого впливу па орган!зн.

Завершуичим этапом, що обумовлюе застосування шШмерши матер1ал!в в медацтп, с стср:шззщп. Як було остановлено у В1ДЦШ бюсумсних пол1мер!в, при стерщизацп ПУ 1нплантат1в 7-опрон1неннпн стерилюушсю дозою (2,Баю4 Гр)

остання не чинить псштних змш щодо властивостей ПУ 1 на-д1йно забезпечуе и стерильнють. В той ше час, опрошвення ПУ дозами, ко перевищують сторил1зац!йну, супроводжувалось дострукщею; приводило до знешпення часу розпаду опрошнених хipyprIчдгас ниток в оргашзм!, що св!дчить про принципову можливють застосуванпя 7-опром!нення для направлоно1 зм1ни строшв бюдеструкци ПУ. Але до останнього часу питания про використання опром1нення для зм!ни швидкост1 деструкщi ПУ 1нплантат1в, на в!дшну в!д ишчпих способ!в рогулювання бюдеструкци, детально не вивчоне. В зв'язку з цим, було актуальным дослцдати моя:ливост1 направленого регулювання часу бюдострукц! í ПУ иляхом впливу из них 7-опром1кення.

Стушнь дослцркеност! тематики. Прюритет доагпдаення бюдострукц! i ПУ належить В1дд!лу бюсумюних полп.юр1в IXBC HAH Украгни, яким керус док.б.н., професор Г.О.Пхакадзе. Дана робота е лопчним продовженням циклу роб:т по досл1дженню можлквостей створення бюдеструктуючих ПУ шплаптат1в, що гарактеризуються р!зшш часом дп.

Нота роботи та задач! досл!джевня. Мота роботк полягала в досл1дшошп кожлквостей паправленого регулюванпя строк!в бюдеструкцп шшуроташв шляхом впливу на них 7-опром1нен-пя. В зв'язку з щм виршувались наступи! задачи I. Синтез ПУ, що В1др1зняються складом та будовою. 2. Дос-Л!ДЖОПНЯ впливу 7-0ПРОМ1ЕЭННЯ на ф!ЗИКО-Х1М!ЧШ ВЛ8СТКВ0СТ1

ПУ та строки и бюдострукц!i In vivo, а також'на стан кор-

«

фологи поверхн! та наднолекулярну оргзнюашю опромшених" пол!морних 1мплантат1в в nponeci Ix бюдеструкцп; визначен-ня псрзкнно! г!стотоксичност1 синтезованих ПУ до i шсля ix 7-опром1нення.

Нз.укова новизна. В результат! проведении! досл1даень вперше запрошновано cnociú, що дав змогу направлено зшню-вати строки бюдеструкцп ПУ шляхом впливу на них певних доз 7~опром1нення. Встановлен! законом 1рност1 щодо бюдеструкцп опромгнеиих ПУ ln vivo. Показано, що з ростом дози 7-onpoMt-неиня В1д МО6 до 3*10® Гр процес бюдеструкцп прискорю-сться як для лшйша, так t для сичаотот ПУ. Для регулю-вання бюдеструкцп лшйнга ПУ можуть бути використаш дози, що перевищують 3*Ю5 Гр. Швидкють бюдеструкцп ПУ виз-пачаеться дозою 7~опром!нення та ишчвою будовою виидного пол шору.

Вперше отримано новий ароматичний дпзощанат, на осно-bj якого було синтезовано ПУ медичного призначення, що характеризуется шдвищеною пдрол!тичною та терм!чною ст!й-кютю, В1дсутн1стю токсичного впливу на орган1зм тварини. Показано, що 7~опром1нення веде до зм!ни його властивостей. Це дас змогу рекомендувати 7-опром1нення як шлях до створен-ня на ochobi шшмерних шдлангапв тривалог д! I - ендопро-твз1в ткмчасово! Д1I, що мойв бути використане при подалыпих наукових досл!дженнях з дано! проблеми.

Практична значим!сть роботи. В результат! проведение досл!дшень показана принципова мошшвють використання 7-опромшення для направлено« зы!ни строк!в йюдеструкцп ПУ 1мыантат1в. Ца дае иояливють модиф!кувати вже юнуюч! ПУ, що застосовувться в xtpypril, в напрямку регулювання строк!в Я бюдеструкцп.

Досл1дження ПУ з метою визначення íx токсичного впливу на оргашзм показали, що продукти деструктI опрошнених i неопром!нених шл!мерших зразк!в, не е гютотоксичними i мо-

жуть бути рекомендоваш для використаняя в експеримеатальн1е бюлогп та медицинI як матерели для виготовлення ПУ 1М-,плантат1в р!зного часу ди.

АпроДащя роботи. Результата дисортацп були викладеш на 8-му Бсес. наук. симп. "Синтвтичн! поли«ери медичного призначення" (КшэЛЭОЭ), 9-ну Всес. наук. симп. "Синтетичя! полшери мед. призначелкн" (Звенигород, 199П, 7-й Реев, конф. з. високомолекулярнюс соолук, (Руб1жне, 1991),

ПублIкаш 1. Основной змют дисерташкао! роботи воображено в чотирьох пубЛ1кащях. ртримаио ерюритоткий номер « 93010009 по ззявш на виназпд иа видачу Патента Украши: "1,4-Б!с(4-1зошанатофейокси)тетрэф1орйензол як мономер мя отримання яол;ур0тав»в, що маить шдвюиену ■ пдролтичну та термину ст1йк[сть", а такою прюритетиий # 93033731 ро за-яеш нз ътаид на видачу Патента Росп: "1,4-Бис(4-изоцив-ттофвнокси^твтр&ртороепзол в кач«ст* мономера для получений. полиуретанов, обладавши повышенной гидролитической и' термической устойчивость»''.

Структура диеврташь Дисертзшйна робота викладева на 129 вторите* машинописного тексту. Робота складаеться в| - вртуиу, трьо! глаз, описку лиератури, що шетнгь 130 шеи-дачвь яа робота вичдавяша та" аарубтшшс езтор!ь, 17 р;:-суш», 8 таблиц,

^орсра^да^ ооск?ис1гкй внесок дисортаита. Ексцердаентальва ЗДСТК89 рОЙОТИ ВШЮВ8Й8 ДИСдртйнТОМ особисто,

■ ^ардо^о^А, ^етори доолддаещя. синтез ПУ, до вгдрш-цяються складом та будоэою,' проводите форшшмерним свособом /СйбГ|рьов, Ллшоаа", 1ВШ/. Ф1&кса-моханга1 доелдаенн« Ш1ШЫШ ЙУ Шйояювали 'за допомогою розривно 1 Надиви гм-40 /НДР/, ЯГА та П-одактроокопщ гуотину сшивки с!тчас-

-Б-

m ПУ визначали методом набухзння /©лор!, Ренлер, 1950/. 7-)пром!нення ПУ зразк!в проводили за допомогою кобальтовог установки 60Со УК-120000 I УК-250000. Надмолокулярну орган 1-зэц1ю доипдйуваних ПУ проводили методом малокутового ронт-гешвського розсиованая; досл1даоння морфологи поверхн! ПУ зрпзк:в проводили за допомогою елоктрсвного HiKpocicona УЕМБ-1003. Для вивчепня продасу б!одеструкщi ln vivo, ПУ зразки Зули шплаптоваш в органхзм експоримонтальних тваркк /б!л! эдри/ па nsBin про'-пкки часу. Для визначення ггстотоксичнос-г: ПУ викорнстовувзвся експрес-метод ошшш tckcitchocti ви-гпжки !з полшерних мзтер1ал1в в культур! ¡штин ф!броблас-пв /Галатепко, Яцешсо, 1083/.

. 0CHQ3HI РЕЗУЛЬТАТ)! Д0СЛ1ДКЕКНЯ У вступ! розкрито стан проблем;?, актуалыпеть та важли-ають нитань. ко стааовлять продает дослиэкенвя, Висв1тлепо «ету робота, паводепо перолпе задач, як! захкиас автор. . -

В перзля глаз! подано анал!? фюико-импших, 6юх!м1ч-шх та морфолог 1ЧШПС законом {рностей б!одеструкцп ПУ, що лдр! залгаться складом та будезою, розглгазуто шляхи бюдест-эукцп ПУ гслейовок кемпозидп КЛ-3. Розтсрит! особливост! де-:трукцп ПУ, до складу яких вкодять природаt сполуки (саха-зи, аашохислоти, ол1гопопгцпО. з такой мвхвшзи бюдест-эукцп сакодеструктуючо I ПУ композит I. 150 Mt стать в соб! ¡¡ормопт. Висв!тлеп1 питания пеп'язип гз стер'.шзэщгтдою об-мбкою пол1керних натер1ал!в для модащщи. Показана д'ощль-11сть та порспаги вастосузапнл 7-опро:ппгипп для стерлл!за-XIt вироб!в модичного призначення. Обгрунтовано молшшеть шкористанпя 7-опром1нсшя дай нзпрэвлепого регулювайня :трок!в бюдеструкцп ПУ.

У друпй глав! описан! вюпдп! сполуки та речовши," йк1 використовувались в експеримент1, 1х очистка та 1дентиф1катя. Наведен! методики синтезу об'ытв досл!джевня» а також ф1зико-ин!чн! та бюлопчн! метода, якими користувались при виконанн! роботи.

В трвтт глав1, то скла^асться з шести роздшв, викла-дено результата власних дослдаень з приводу можливост! нап-равленого регулювання строк1В бюдеструкц! 1 ПУ шляхом впливу • на них 7-опром1Нення.

Синтез та властивост! ПУ. Синтез л!н!йних пол1мер!в (ПУ-1, ПУ-2.ПУ-3) проводили двостад!йно. Спочатку взаемодюо ол1гоеф!ргл!коля (Н() з дпзошанатом (1?2> отримували ол!го-еф1рдизошанат - форшшмер з реакщйноздатнши к!нцевими трупами. Пот1м проводили роакщю пол 1 конденсат I форполтеру з подовжувачем пол!мерного ланцЬга №3). що в!дображено в!д-пов!двою схемою:

НО-и,-он

НО-Н, -ОН + 20С!1-Ги-ИС0 -> ОСМ-Но-НСО-И, -ОСи-Ир-НСО — 1 с I и 1 ^

НО ОН

НО-1Ц-ОН г -

-2-> I ООСГШ-^-ШСОО-Н, -ООС1Ш-Н2-ШСОО-Й31,

де Е, - Г- (СН£) д—О Д- - ззлиток пол юкситетраметилонгл! колю п (ШСГ);

^ - -М ~ залишок 4.4-дифен!лметандизо

. ^^ — щанату (ДМД1);

(СН2

- залшгок 1.4-<5утанд!олу <1,4-ЕД);

-7-

-СНг

НО У-л

он

-залишок галактози; - залишок лактози.

Х1М1ЧНИЯ оклад та ф1зико-х(ШЧН1 властивост» синтезованот лшйних ПУ подано в табл.1, з яко» видно, що ПУ мають пока-зники М1ЦНОСТ1 на розрив та в!дносного подовження. що коли-ваються в!д 8 до 20 МПа та 2290-2720 % в!дпов1дно, а також значения характеристично! в'язксст!, що лежать в "межах-0,038-0,052 М^/кг.

Синтез стастих цоливертв (ПУ-4, ПУ-5, ПУ-в) проводит взаЕмод1сю в1дп0в1дн0г0 ол!гоеф1рдцзощанату 1з зшивачем полшерного ланщога (яд) за в1дпов1дною схемою:

заск-и2-?гасоо-п] -оашм^-нсо + гно-^-он

ко

->

— > спчастий ПУ,

де И, - £-(СН2)4-0-^- - залишок ПТМГ; -(СН2)-О-(СН2)2-|-0СО-(СН2)4-ОСО-(СН2)2-О-(СН2)2^ - залишок-пол1давтиленгл!кольадишнату (1ЩЕГА):

Й2 —(СН2)6- - залишон гексамвтияандНзошанату (Г?Щ);

-2,4-0^0^ - вагаЫ 2,4-толуиеядИзошаиату (ТД1); Из - -СН3-СЙ2-а-(СН2)3- залишок тринатилолпропану (ТИП); -СНх -СНг

- залишок сахарози.

4>н но I *

Таблиця I. • Характеристика ллпйних пол1уротан!в

Шифр зразка. Bmict азоту. Характе- Гнтервал Шц- В1Д -

склад пол1- 0 ¿) ристична плавлен- hictb носне

мера знай- вира- В'яз- ия, на подов-

дено хувано kictb, роз- ження

<°С) рив. {%)

(м3/кг) (МПа)

ПУ-1 3,50 3,54 0,014 250-265 20 2430

(гггмг, да. 3,52

галактоза)

ПУ-2 . 3,64 3,63 0,052 264-279 13 2720

(ПШГ, дш. 3,60 *

лактоза)

ПУ-3 4,08 4.12 0,036 ' 160-176 8 2290

(ПГМГ, ДМД1, 4, И

1,4-БД)

ХпПчний склад та ф1знга-зпМ1чт властИвос?1 сичастих ПУ подано б табл. 2j з akoi видно, що полiмери иапть шказшиад мIциостнi на розрив та вгдяосного додозження, що лежать В меаах 3,2-9 МЛа ! §20-2640 % в1дп0в1дн0, .

Нами гшерша Йуло отршаио стэстий сол!кер (ПУ-7), кр пропойуетьоя для викормстацяя в ездопротезувашл йк 1ишша-тат tpiiBSAOi !. ркцтез VJ~f проводам одяостВД1Епо взасио-ьл?гббф1ргя1Кйля (Rj) s дцзоЩспатоа (fig) та яод&шши , fcaTafefttttiffiKM спатезйвтмго форпадшору гшогаа соЫтря!

' ГНШ)

HO-ftj-QH + 2ftGH-Hg-iJC0 —> OGi'-Rg-tHCOO-Rj -OOCIffi-Rg-HCO --->

--> спчаетий Щ-,

да fy [-(CHg)4-0-]-h еалшок ПМГ{

ТаЗлиця 2.

Характеристика стасткх шшуретан!в

Шифр зразка, склад пол1-мера Вт ст {% азоту, . Густина зшизки. М1Ц-н!сть на роз-рив, (Ша) в1дн0сп0 видов-ження, {%)

знэй-дено вираху- в31!0

ПУ-4 2,91 2,93 3 3,2 520

(ПДЕГА, ПОД, 2,ач

ТШ1)

11У-5 3,92 4,02 140 9 970

(ГОСТ. ТД1, 3,88

ТМП) *

ПУ-6 2,80 2,87 4 2340

(ШЕГЛ, ГМД1. 2.76

сахароза)

Г Г

гсфэпокси)татрафторб<зпзолу;

Н2 - ~ ззлток 1.4н31сС4-1зощана-

Г Г

1,4-Б1с(4-1зоц1апатсфепокси)тсгтрзфторОепзол, пэ основ! шсого отригапо ПУ, одержали Фосгепуззсням в!дп.ов!дпого - д!лм!пу. Влостквосп та спос!б синтезу ди1зоц!алата та ПУ-7 в лиера-тур! но о нисан 1. СянтозовавиЯ пол! нор (ПУ-7) нас показнгаш н1шост! на розрмз та в1дпосеого яодовиткшя 19,0 !'Лз I 630 % в1дпов1дяо.

л' Будова синтезованих ПУ та д! КюШяппту доведена датой элементного апату та 1Ч-спо:ггроскопП.

Ватта т-спрсмкср-дп пп бггрлсо-техазт! пластквост_1 П? га строта бюдеструкця 1л у!го. Сгштозобян; ПУ були досл!д-;:ея! у в их ляд! гшвок. як! бу.та опрсмшеш дозами 5*104,

с с к

[*ю°, 2*10° та 3*10° Гр. ВгеНр дпшп доз т-опроа!пення обу-

швлений проведониш досшдаенняш по пстотоксичност! опро-м!неких пол мерши зразк!в, як! показали в!дсутн!сть IX токсично! д!! на оргашзм, а такой; ти, що в опроапнених ПУ що Ейер!гаютьсп шщистш показшши, що дозволяе шплаптувати плшси опром1Н8пкх палп!ер1в в орган!зм тварини.

Проведений! досиидкзннями встановлопо, що 7-одрошнення як л1п!йша, так I с!тчастих зразшв ПУ вище Базначзяши до-за?я! воде до занш !х ф 1 зико-ысхап 1 чиих властшзоетей, що проявляеться в знккепн! показшш!в м!циост1 па розрив та В1ДЯОСШГО подовкзння (Рис. I, а.б). Так, для зразк!в Л1-Шйних пол!мор!в ПУ-1 1 ПУ-2, опрошноцкз дозой 3*105 Гр, значения шцност! на розрив _ склали 54.1 69 % в!дпов1дно по' в!днозешш до неопроьинешп: зразшв. Для с1тчастих зрззмв шлшзр1в ПУ-5, ПУ-6, опрои1Псгг,и дозов 3*Ю5 Гр, сначашш шцаост! на розрив склали 23 I 36 % в!дпов!дпо по в!дношояша до неопрошнепих зразк!в палшер!в. 1з мзлкипав еидно, цо 7-опрог,пнення ПУ дозами, що не пэревицують 1*105 Гр, приводить до незначшпс зшп гх ф1зико-!,;ехан1члиЕ власткг.остей. Кыоз1рно, що для б;,!1еи строк!в бюдеструкц!! ПУ еосблдво викорнстовувати дози 7-опромшення, що поразицують 1*ю5 Гр. 0ск1лыш, як показують проведен] дослшюння, в мшзх доз 7-

с с:

опрсшнепвя 1*10 - 3*1а Гр, в!дйуваэться значн! зм!ни шщо зазначэниг властивостей опромпгошп ПУ зразк!в.

Падшая спачень кахан!чпих характеристик в опромшопих ИГ, як в! дока, с наслШгам прет псаняя в макромолекул! дос-Л1ДК8НИХ П0ЛШ0р1В ОДПОЧЗСПО ДВОХ КОШСУРУОТИГ раД!аЦ1ЁЗО-Х1-К1чних процсс1в: дзетрукди та зшивання. В1ропдно, що така , шведтка опрешнених лтйних та сптастих ПУ визпачаеться як природой виде эгаданих рад|ац1Ешп ефокив, так 1 и-Шчпои будовою ВИГ! дно го полшеру.

S'IO4 i>IO$

5*10* i*iOs24i>s3»tos,(/f>)

Рис. I. Вшив ч-опрсшнення ва uexaHl4Ht властивост! ПУ зра-3Kíb: а - в!дносна зшна шцзосп на розрив опрошнених ПУ; tí - зшна зютосно» деформац! i опрошнених зразк!в ПУ в залевносп В1Д дози 7-апрошнвння.

Про те, що порад 3 деетрухЩсв в опромтенях зразках лШйних шл1мер?в (ffif-I, ШГ-2, гаг-3) в1дйуваяться i процеси здавання, св1дчить утворення ними не розчкяно* гель-^ракцн в диметалформамш. та яиявавня густини полшер!в мдпо-в1дно до дозя т-опрогпнення, ЭЗикаення густини пов'язане з ростом кристал1чност1 в одром теша л1Н1йшх ПУ, во також споствр!галось по розспзанвв рввтгвямсыюго випрошншан-ня. Можливо, ЩР протисанняи паралельно з деструншею реакШй вшивания, якг в1Д0увевться в опрошнених лшаних ПУ. t ПО-лснюсться ix вtдвоена ст!йк1сть до Дtï 7-опрошнення в по-pjBHflHHt з опромизешиш стастит зразками ПУ (Рис. I.a.6). 3 рисушив такой видно. що внаслиок 7-опром1нення шдйувэ-еться деструкшя фторованого стастого ПУ-7, № прпяв'ягть ся в над!ши ф1зико-мехашчних характеристик по»! чщ у ■

дае певн! сдод!вання на можливють використаная 7-опром1нен-ня для зм!ки властивостей пол !мерного матер1алу,цо пропону-еться для вшсориотання як ендопротез тривало! ди, з метою отриманвя на иого qchobj мшмерних ?мплантат!В тимчасово1 Л1Iт що моке бути використане в найбутньому для створення бiодеструктукиих цол1мернвд матер1аЛ1В,

Внасл1док того, то основним процесом бюдеструкци ПУ е пдролю, було досл1даено вшгкв 7-onpoHiнения нз пдрол!з синтезованиг ПУ зрззк1В, Параметрам^ процесу гiдролiза були miцн!cthi показники, Проведенный доелхдженнями встановлено, до f-oiipoMjHeHHfl вол|мерниж зразк1в, роте вказаними дозами, шдсилюс и пдрол!з, до лроявляЕться 6 знименнi показшшв' млщост! на розрив осром|нених ПУ зразкхй в породяши. з ве-.осромлзеними, Деструкшя юлшерша зразр^р в модельному аг-ресивному сорадовщ! дропортйна доз! 7-оаром!Неппя, до прямо вказуе на мопшиють регулюэаняя строев бюдеструкш ! ПУ шляхом ди на них 7-опроми1еиня.

Для ривчення впливу 7-опро|*1Вбяпя на змшу Часу бюдеструкци ПУ плШки ролщеряих зразшв, опромшених дозаии UÏÛ5- ЗаЮ6 tp, були |моланторан| р рргвнюм експерийеята-ЛЬШ Трарил на р13Н1 строки (Э1Д H Д1б до З-i МЮПЩВ). Об'сктаьга досл1дкенця були плвки Л1ЩВного ^ПУ-2) | с!тчао-того (ПУ-4) полtмер?р. Параметрами процесу бюдеструкш i були MitBicTBi соказникн шплантоваЕШХ ПУ арззй1В.

Прйведэщмч ДойЛ1Дженнями пстановлеыо, що при 1маланТа-ци аразк1В осташН зззнайть бюдеструкш !, що рИявля-еться у энижещи поКазншиБ нщност! на розрив /Табл. 3/.

Пк видно в дата, наведенкх в таблиш, зйзчення мщнос-Tf на розрив'зразк!б Псшиерудо 1нплантайп 1ХВ'оргашзм тварин 1 onpoMiaenKx , дозами ШО5- 3*Ю5 Гр амашяились на

Таблица 3.

Вплив 7-опром1венпя на в!дносну розривну мгцнють ПУ-4 при 1мплантащ i in vivo

Доза 7-опром1- Вдаосна розривна мшнють

неяня, <Гр) «V Тс . <*>

До 1мллан- 'Шсля «мплантацп. (Д10)

таци 21 30 90

Неопромщениа 100 ' 83,2 79,7 79,2

зразок HI05 2*10® 73,8 24,8 60,5 22,8 31,7 16,3 20,3 15,8

з*ю5 14,4 Розпа- Розпа- Розпа-

даеться даеться даеться

26,2; 75,2 i 85,в % В1ДПОВ1ДНО по в1дношенио до неопромше-них i н01нцлантоваша зразк1в ПУ,

В той me чес, рерв(3ування опроьннених ПУ 1«длаптат(в в организм Г тварии приводить до ззачзого змешпезнп is мизист-ща влаотивостея, до с&1дчить про зСЯльшеннл шввдкост! 0ю-деструкци onpoMiíjeHifi ПУ /Табл. 3/. Так, для неопром!нвша вразк1в'ПУ, (мплантовэяш? строкой за 3 тижн», показпики шд-iiocTi нд розриз зшгаидись на IÔ,8 S ш в1дношенню до не!мп-^айтовани* J неоврошвених зразюв ПУ. Д*я аразк!в, ocpoai-ренис дозами ШО9 t 2*105 Гр» значення HIusocTt на розрив зшомис|> на 49,6 J '77,2 % В!ддс81дн0 да бдаовонню до не1м-плзнтоваша зразк(в, або на 32,7 i ВО,4% В1дйов'1дно в nopiB-нятп з веопромтеаша зразца;га ПУ Мплантаваншс на Той кв строк. Шсля 1мплаятацп шивок полшеру за портод 90 Д1б MlnHicTHi властивост!. BöonpoMiHeHnt spaáKiB звизились на 20,8 % no bIâeoœbehd до веопромшених í нв1мплантовавих зрззк!в. Показники м1Шост! на розрив ПУ, опрсмтенгас дозами

I*I05 t 2*I05 Гр, !мдлантованих на той же строк, знизились на 79,7 1 84,2 % в1Дпов!дно в пор!вняши з нешплантованими t неопрошневими зразками, або на 53,9 i 63,4 % в!дпов!дно в поргвнянн} з неодром 1непжш шплантовадиш зразками пу. 7-0прошнення шшмерних зразк!в дозой 3*Ю5 Гр та вшив р!дких середовищ орган!зму учинили на пу шплантати глибоку деструктивну дно, до не дозволило визначити ix М1ца1стн1 властивост! на протяз! всього строку ¡мдлантадп. Тодг як зразки пу, опромшенг дозоя 3*105 Гр, що не шдлягали im-плантацп, нали ¡значения мтност! на розрив pi вне 14,4 it В1д неопром1веного зразка (Табл. 3). Звичайно, що подальше зб1лыпення дози 7-опррм1нення буде приводити до ще б!льш значного зиеншення М81ан!чних властивостей пу 1мплантат1В. •Отке, с!тчаст1 зразки ПУ, опром1нен! дозами, що перввищують 3*10^ Гр, не можуть бути використан! як пол!мериi 'шплантати тимчасово! дп, оскиьки в щп будуть в!дсутв1 необидн! М1ш1стн1 характеристики, як! забезпечували б викопання по-лшернш шдлантатом девних функщй в оргашзмь

Зменшення шцност! на розрив одром шоних зразк!в ПУ ш-сля перебування ix в орган!зм1 тварин. в дор!вдянн! з неоп-ромшеними, св!дчить про б!льш 1нтенсивну бюдеструкшю ПУ 1мплантат!в, що були Шдвершн! ДП 7-опромшення. Збиыиан-ня шввдкост1 бюдеструкц! I опрошненш: ПУ в орган!зм1 тварин в1д0уваеться внзсл!док даструкдп шшмергв в результат! дп на'них 7-0пром!нения, а такой за рахунок активно! д!яльност! piдких середовищ i тканин орган$зму.

При вивченн1 вдливу ■¡--опроипюпш3, на здатюсть ПУ !м-плантат!В шдлягати бюдесгрукщi оуло такош встановлено, що пл1вки Л1Н1ЙНОГО во л i меру ПУ-2, онромшетн дозами 1*ШГ> -3*I0R Гр. зазнают ь бюдезтрукцп в б!льш!й Mtpi, hi ж tl im-

ггантатп, що по Шдлягалп Д! I 7-опрошпення (Кто. 3). 3 ри-зунка еидпо, що для пеопромтенах зразшв псшмеру, ншлап- V говаютз отроком на три t.itcnut, значения miuhocti па розрив шизнлксь па 12 % по вдаояеппи до кошплантованиг ПУ, що зшдчэть про бюдеструкщэ. ПУ 1мллантзт1в 1 узгодиусться з зсзультатаггл рзнигэ провсдстпп досл1дашь. в той т час, для зрэзшз.ПУ, опрочтснпг дозга Зато5 Гр t 1мшгзптовзник строгом па 3 r.ionut, опачсгшя тцаост! па розрз® знизились па 25 % по шдногзшш до nconpcr.it ноши t потплаптовашп spaniels, гбо на 23 Z по шдпсгсшгч до неопрошпопих НУ зразк5в шплоптоязши ля то'Л го строк.

к

Сл1д ¡ид-птпти, що в льнтпгг П7 пгшгаятзтаг, onponino-газ дозою ЗлЮ5 Гр, та orfcptrcaTbcri з!дноспо висок! значения М1ЦЛ0СТ1 па розртз /Р::о. 3/. Оотаянс св!дчнть про то, що для saina строк IB бюдострукц! х atstfisnx ПУ малаптапв копуть бути Ш2сор;тотоп1 дози 7-опрогипенал, со порезщуять 3*10^Гр.

г с

3 ростом дезп 7-опро:пкс1ИШ В1д шег до 3*10° Гр процос Зюдеструкди прпскористьсп пк для стастгпс, так t для л1-Шйнпх ПУ 1г.шлаятат1з /ТсЗ.т. 3, Рнс. 'з/.

в &

100-

20-

In vivo: I - пеопромтоаий зразок; 2 - зразок, опрош-Н0Ш!й дозою 1*ЮБ Гр;

J 3,(*<с*ш) 3 " Ф. * - з*ы5 гр.

Тэкэ поведтка опрошнених ПУ in vivo обумовлена рад!а-шйно-хишчними процесэш (деструкш я, зиивання), що в!Дбу-ваються в . ПУ при дп на них 7-опром1Иеннк, ; в::экачаеться дозою 7-опром i кеиня та х;шчною Дуловой вих!дксгс пол i меру.

Откэ, проведеними досл!дженнями встановлепо, ¡до 7-опро-к i пения приводить до зметпенпя строев бюдеструкц: ï ПУ ш~ плантат!в. Використання 7-опроМ1Вення для ЕЭпргвле:Ю1 зм1ки строк!в бюдострук!i ПУ дасть коклив!СТь кодг/фп;увати вке 1снуюч1 ПУ матер!али, що вккористовуються В шлях ендопроте-зувапня. в напр ямку отримання полигерних шгаантат!в з регу-льовапшги строками бюдеструкш i. •

Вплиз -г-опрошненвя 'на стап морфологи поверхн! та надмолекулярную орган! зац!ю ПУ. Електронко-мшроскппг-шими дос-л!даениями стану морфологи поверхл! неопромшоних зрззк!в ПУ-4 до !мплантацн íx в органам твар;и встанэвлеко, що ПУ зразки характеризуються Б1дсутн!стю па повергп! поштккх сл1д1в гетерогенност!, за вшслюченням лапдагових агрегат!Б, що складаються з окремих крапкових включень розм1ром 0,005 -0.1 мкм. На MíKpopiBHi моша розртзнити дискретну порюдич-HtcTb, яка такой продставлона крапковики слемеятгки.

7-0промтепня ПУ зразк1в дозами 1*Ю5 - 3*Ю5 Гр викли-кас в них досить пои!тнt морфологíчнí ом!ни поверхн!, характер яких визпачасться в нояв! значних (до 1-2 ккм) утщльне-них вклячень. Сл!Д В!дттити, во стутпь готерогошюст! та виетупаот! частини Шкророл'Бфу поверхн! (Зиьш в ирге ont у опромшонюс ПУ 3pa3KtB, шш на поверхн! неопром! неких..

Поребувзння опрошнених ПУ ,!мплантат!в в серодовищ! ор-, ган!зку твзрин протягом повшх проминав чзеу вкклдаае руя-нувзння (ероз1ю) поворхневих иар!В ПУ зразшв ! носсть реншйований характер. Так, для зрззшг. ПУ, що не шдллгалн

ди опрсшнення | шдлантованих строксм на 21 добу, стан морфолоп i поверхн! представлений пологими поглийленнячи, що можа бути класиф названо як початкова форма ерозп. В той и о 4áct руйнування поверхиевшг иаргв опромтеяих зрэзкгв ПУ в органI3MI тварин в!дбуваеться 1нтенсивнте шж у неопрошне-них i характеризуется утвореааяя t рсзаовевдкення:.! углкз ПУ иодантэтГв С1тки мифокеаадьшв i тргда. Така поведшка опромшегшх ПУ шплзнтатш 1л vivo, па в:дм1ну В!Д цеопром1-нених, св!дчить про бмьшу глийину руйнування ix поверхневих mapiB, спричинену дюо 7~опром1нення на ПУ.

Знаходаення ПУ шплантатгв в орган!зм! тварин строкой I М1сяць викликас аз б!льш ттенсивне руйнування ix поверхн!. до св!дчить про лодальшу бюдеструкщю 1мплантат1в. Так. для зразк!в ПУ, опромгнених дозою 1*105 Гр, мгкрорел'еф поверхн! визаачаеться наявяюги с!гки дефекпв, якг стають тльш широкими, вин у неопромгнених ПУ зразк!В. Подальше 7-опром'!-

* ' ■ * " ч

нення ПУ 8разК1в дозами 2*10 та .3*10 Гр i !мплантоваша на

той ие строк веде до того, до на поверхш шплантату спка шкроканальшв стае стйс биьш розвинстюя i характеризуешься 41 тко вирайёнини та е^аслешсги м1кротр!щинаки, Иорфоло-г'.чния анал!з ПУ зрашив; 1мпланатовайи1 отроком йз 3 н!сл-U!, riossaaa, до процсси ерози лройэлй до й!лып глиЗоких ша-р!в> t иожйа зазкачати, до на ssa час завершилось руйнування Поверхиеви* napts ПУ (изладтапв,

J На основ i о^рймаша дата встсповлела, цэ эбиьшеяня квйдкосп бюдострукцп опрам!неких ПУ ¡мплантапв, в nopiB-йййн! з поопротйеяНии, в!Дбувзеться за рахуйок деструкци ПУ внасЛ1док дп на них 7-опроМ1нешш. Сстапнс обуховлюе утьореяня на noBdptHi опромшеного tмплантату. в резульгат1 взаемоД!i 3 р!дким серодовидем та тканийами орган!пну, б!льш

глибоко!.! чико виражено! системи р1зноман1тних доглиблень, вистушв, шкротрицин. Це зб!льшус аноду контакту ЛУ з орга-Н1змрм, що веде до шдсилення бюдеструкцп опрсчпнених ГО . зразк!в во В1Дношешга до ноопрошнених. Наявшгть ка поверх-Н1 ПУ шплзнтату шкродефекпв сприяе бгльшсну проникненш активного середовкда I сдолучно! тканини орган1зму углиб ГО 1мплантату> що викликае активну дхялыисть 'макрофапв тг пгантських клттин чушер!дних Т1л, що в кшцевсму результат! приводить до збиьшення швздкост! бюдеотруки: I опрошненю ПУ 1иплантат1В, по. в}дношенню до аеощхшневкх.

Аналог!ЧН1 результата були отриман! г для- зразк1в ПУ-2,

ПроведенI досл1даення до вивченню дп т-осрсшвення н< здатнгсть ПУ шплантатгв шдлягати бюдеструкип дозволяют) дридустити слгдуючий иеханти руйнування повергал ПУ; I. Утворенкя вистушв та доглиблень на доверхк; опроьпненк ПУ зразк1в. 2. Утворення та рют К1Лькост1 I пллыюст! мхк-роканальшв, ткротрицин; збиьшення глибили IX ароникненн: углиб ПУ жолантату., що сприяе утворенню С1ТКИ шкродефекти I внасшдок цього руйнування шдлеглого ерозм дсверхневог шару ПУ.

Досл1дшення надмолекулярно 1 орган! защ! опрон1Нвии зразК1в пол1йер1в ПУ-2 1 ПУ-3 показали, до "у-опромшенвя ви кликае зиини в вадаолекулпрн!й структур! зазначоша ПУ. Крй вй для неопромшоного врав^ ПУ-3 е тидовов для частково 1фистол!чшаг пол 1 порIв | характеризуемся слабо вирдавни маяокутовим максимумом в ойкает1 0,55°, Такой характер да вйх розеюваяйя ПУ, по ряд & аморфной фазою, св>дчить про 1 Двофазду структуру^ що с на едшюм IX сегМвнтно! будови.

Ощроншёнвя ПУ шивок дозою 2,Б*Ю4 Гр приводить д 8б1Льшення 1нтейснвпост1 розс1вваняя й початков1й частив

криво! до кут1в розсповання порядку 0,6-0,7°, що пояснюеться Зб!ЛЬШОННЯМ Р13ШТЦ1 ОЛОКТРОННОI ГУСТИНИ М1Ж кристал!чною 1 аморфною фазами. Даний ефект в!дбувСться, напевне, за раху-нок змоншення електронно! густили аморфпих областей, а такой пнэсл1док розупорядочення структурних наднолокулярют утво-рень, що в!дбуваються в результат! деструкцп ПУ при IX ' 7-опром!ненн!. Поряд з деструкцию в опромтених ПУ зразках вибуваються I процеси зшивання, що, очевидно, сприяс росту м!ккристал!тно1 В1дсташ I розм!ру самих кристал!т!в; веде до зменшення р!зниц! електронно1 густини мш кристал!чними 1 аморфнини областями за рахунок змениення електронно! густили в кристал!чтпй обласп. Остання тенденщя виявлясться в по-ниненн1 1Ятенсивност! малокутового розсповання в облает I ку-Т1В 0,2-0,7°.

Для зразк!В ПУ-2, опромтених дозами БаЮ4 - 3*105 Гр ! !мплантованих на 3 мюяш, р!зниця електронно! густили мт кристал!чпкми ! аморфпими фазами зменшуеться 13 зб!лыпенням Д03И опромшення, ЩО приводить ДО В!ДПОВ!ДВО] ЗМ1НИ кривих малокутового розсповання. Область переидного шару зб!льшу-еться -з ростом дози опромгаення. Так! зм!ни, як показали проводен! Д0СЛ1Дження, обумовлен! реакщями деструкцп та зшивання внасл!док впливу на ПУ 7-опром!нення, а також за рахунок активно! д!яльност! р!дких середовищ та тканин орга-н!зму, що I визначае змоншоннп часу бюдеструкци опромтених ПУ 1мплатгат1в по в!дпошокшз до неопрои!нених..

Отжо, па основ! проводоних дослшеть встапозлеяо, що 7-опронтеннл ПУ 1мплантат!в сприяп шдсилонш 1х аюдест-трукцп, що дозволяе направлено рогулсвати строки бюдеструкци ПУ.

Визначення пстотоксичност! ПУ. Проздяатми Досл!даеп-

нями встановлено, цо полиюрн! зразки ПУ /опрог/лкеп! t неоп-ромшен!/ с нотоксичнуми. Враховуючи доесть зксоккй р1вень чутливост1 i Н2Д1ЙБ0СТ1 методу культурк ткапкв, ксяаз рехо-мендувати дослхджсн! ПУ для використапнл в екдепротезуванш nie Ш' 1мплантатк. що характеризуются р!згам отроком д: г.

ВКСНОВКК

1. Встановлено, що за допомогою певних доз т-ощхшнен--ня нокна направлено регулювати строки бшдеструкцп пол1уре-,тан1Б. Цо дае мэклгаисть модифшувати Еже юнукш полгурета-hobi 1мплантати, ио ззстосовуються в медицин!, б напрлмку ЗМ1НИ cTpoKiB ix бюдеструкцп шляхом вплкву на полшери 7-онрошненкя.

2. Показано, що внасл!док 7-опромШбНня в прл[урзтанах вибуваються рад1ащйно-хш1чн1 процоси (головвдм типом де-струкшя, зииванпя), яш обумовлюать зм i ыу ф13йко-механ1Чшгх влзстивостей та поведшку пол i мор ib In vivo. Вилалоно, що характер таких зьпн визначасться хш1чною будовою виидного пол t мору.

3. Показано, що 7-опромшзння як лШВпих, так t ctT-частих пол1уретаи1в, дозами до 1*105 Гр суттево но впливас на их властивость

7-0пром1поння сичастих шл1уретан!в дозами бгльпими за 3*10® Гр приводить до'значного знюкення íx ФIзико-мохалiчних влзстивостей, що не дозволяе використовувати такг шшурота-ни для тплантацп. Для рёгулювзшш процесу бюдеструкцп Л1Н1СНИХ поЛ1уретаН1в можуть бути використан! дози 7-onpoMi-попня в б1льш широких мешах.

3 ростом дози 7-опром1ненв'я в!д WO6 до 3*Ю5 Гр пронес бюдеструкцп прискорпеться ш для лшйних, так 1 для

с1тчастих пол1уретан1в.

4. Методой алектронно! шкроскопп встаповлено, що 7-опрошнення веде до зшни стану морфологи поверхн! шшуре-тав!в. Показало, по внаоидок деструкцп на поверхн! опром!-нениж зразн!в цол!мер!в З'являсться система мнсротршия, канал!в та поглиОлевь. Оставис обумовлюе збиывення олощ! контакту полiмера з тканинами орган!зму, оо сприяс б1лыд глубокому проникненню в !мплантат р!дких середовищ орган! з-му, що в поеднанн! 3J змшою структур« гомпуретану визначае эймьшвяня ШВИЯК0СТ1 бюдеструпш 1 опрошненюс 1мплантат»в по вцшошенню до неопрошнених,

6, Методом рентгенограф|чного аналтзу показано, що ви-идт Л1Н1ЙН1 шшуретани характеризуються м!крофэзовим роз-д!леняям компояеяпв, що с наандком )х сегментноt будови. Встаповлено, во 7-оярои!нення веде до зм»ни надмолекулярног оргашзацп пол!уретан!в. Останнс вшгивае на поведишу пол>-мерю In vitro та In vivo сприяючи змениенюо часу бюдес-трукпи опром!нених шшмер!в.

8. Вперше синтезовано новий ароматичний фторвшсеий д1-1зоц!авах як мономер для отрицания пол!уретан!в. На його основ» одержано рол|уретан, що характеризуется шдвищеною Г1дрол1тичною i терм1чною ст1йк!стс, в:дсутнютв токсичного впливу ща орган)за тваринй t ноже бути використаний як ш-пжантат тривало! ди, Виявлено. ио оляхом ди 7-опрошнвння Hoafaa регулювати строки бюдеструкцм дсшуреташв.

7. методом культура тканин показано» що синтезован! по-л!ыери, до t шсля впливу на них 7-0ярок 1нення, е нетоксич-ними l монуть бути рекомендован! для викориотання в бюлоги. t медицин! як пол!уретанов! !мплантати р!зного часу ди.

~zz-

,СПИСОК ОПУБЛI КОВ АНЯХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ПО ТЕМ!

ДИСЕРТАЦ1Т

1. Луговська Г.Г., член-кор, НАНУ Лебедев G.B., Коноп-лицька О.Л., Шекера О.В.. Гр1беншк Н.М. Вплив 7~опром1ненш на надмолекулярну орган1защю сгтчастого пол!уретану // Доп. АН УРСР.- 1991,- К 6.- С. 122-124.

2. Шекера О.В., Луговська Г.Г., член-кор, НАНУ Лебеди G.B., Пхакадзе Г.О. Вплив 7-опром1нення на деструкцт пол1-уретанш // Доп. АН Украши.- 1992,- N 5.- С. II9-I2T,

3. Шекера О.В.. Мищенко Н.М., ЛугоБская Г,Г., Лохон. O.A., Мнышенко Т.И., Пхакадзе Г.А. Исследование биодеструк ции имплантированных полиуретанов, подвергнутых 7-облученк // Докл. АН Украины.- 1993.- N 6.- С. 142-146.

4. Шекера О.В., Язловицкий A.B., Пархоменко П.И., Лу говская Г.Г., Бородин А.Е., Пхакадзе Г.А. 1,4- Бис(4-изоцив натофенокси)тетрвфторбензол в качестве мономера для получе ния полиуретанов, обладающих повышенной термической и гидро литической устойчивостью // Заявка на изобретение на выдач Патента Украины.- Приоритетный N 93010009, от 17.12.92 г.

5. Шекера О.В., Язловицкий A.B., Пархоменко П.И., Лу говская Г.Г., Бородин А.Е., Пхакадзе Г.А. 1,4-Бис(4-изоци£ натофенокси)тетрафторбензол в качестве мономера для получе ния полиуретанов, обладающих повышенной термической и гидре литической устойчивостью // .Заявка на изобретение на выда* Патента России.- Приоритетный N 93033731, от 30.06.93 г,

6. Шевченко A.C., Бородин А.Е., Шекера Q.B. Саморазрз веющиеся полимерные композиции // Тез. докл. 8-го В'сес.нау1 симп. "Синтетические"полимеры медицинского назначения", К ев, 1589.- С. 132-134.

Шэ^ера O.B. Регулирование времени биодеструкции полифотонов путем воздействия на гак 7-облучения. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата хими-шских наук по специальностям: 02.00.10. - биоорганическая жяя, химия природных и физиологически активных веществ; J2.00.06. - химия высокомолекулярных соединений. Институт ¡иоорганической химии и нефтехимии HAH Украины, Киев, 1994.

Защищаются 6 научных работ, содержащих метода синтеза и ^следования регулирования биодеструкции полиуретанов. В ре-(ультате проведешшх исследований установлено, что путем юздействия на полимеры 7-аблучения можно направлено регулировать сроки их биодеструкции. Это даст возможность модифи-щрозать уг:е используемые в медицине полиуретаны в напраьле-гаи получения биодеструктируемых материалов.

Shekera O.V. Regulation of time of blodegradatlon of rolyurethanea by 7-radiation (manuscript).

Dissertation submitted In fulfilment of requirements 'or a Scientific 'decree of Candidate of Sciences (Chemistry) .n the fields of: 02.00.10,- Bloorganlc Chemistry, Chemistry >f Natural and Physiologically Active Substances: 02.00.06,-■acronolecular Chemistry. Institute of Bioorganlc Chemistry md Petrochemistry, National Academy of Sciences of Ukraine, :iev, 1994.

Sir scientific works are defended which Include synthe-iIb methods and Investigation on regulation of polyurethane ilodestructlon. It was established that the tlno of- poly-irethane biodegradation may be • controlled by 7-radiation. Ms offers a possibility to modify the existing polymers "or rcedlcal applications, so aa to obtain biodegradable xjiyuretlinne lmplantatea.

Енотов! слова: пол!уретани, бюдеструкшя, 7-опром1непня.