Полимерные лекарственные вещества это

«Полимеры в фармакологии»

Полимеры направленного биологического действия

Роль полимеров в медицине, в фармакологическом аспекте, пока относительно невелика. В лечебной практике их используют мало. К веществам, вводимым в организм, тем более к таким, которые должны в растворенном виде попасть в кровь, лимфу, межклеточные и клеточные полости и могут достигнуть любой части тела, любого его рецептора, предъявляются, естественно, очень жесткие требования. Чтобы полимеры в фармакологии могли широко использоваться, должно быть изучено множество вопросов, связанных с взаимодействием полимер — организм. Однако потенциальные возможности получения положительных эффектов от применения полимеров в этой области весьма велики и поэтому экспериментальные (на животных) и клинические исследования приобретают все больший размах.

Полимеры применены как фармакологические (терапевтические) препараты в виде лекарств или компонентов лекарственных форм и композиций. Наиболее общим свойством таких полимеров является их растворимость (рассасываемость) в воде, водно-солевых или в биологических (желудочный и кишечный соки, лимфа, плазма) средах.

Перевод лекарственных соединений в полимерное состояние позволяет:

• на более длительное время задержать лекарство в организме, т. е. пролонгировать его действие; селективно направить в определенные органы или ткани;
• получить такие лекарственные формы веществ, в которых ранее они не могли применяться, например, нерастворимые вещества перевести в растворимые или наоборот;
• инъекционные препараты превратить в пероральные, а применявшиеся в виде порошков или таблеток — в инъекционные (ампульные).

В ряде случаев биологическое действие (сохранение или повышение кровяного давления, дезинтоксикация, интерфероногенное, противовирусное, антикоагуляционное действие) проявляется синтетической макромолекулой, в структуру которой не введено никаких низкомолекулярных фармакологических веществ. Явно выраженным терапевтическим действием обладают, например, поливинилпирролидон, карбоксилатные сополимеры, сульфовинол, сульфодекстран, N-окись поливинилпиридина.

Наиболее широкие масштабы имеет применение водорастворимых высокомолекулярных веществ в качестве кровезаменителей или плазмозаменителей.

Пролонгаторы

Действие ряда лекарственных веществ можно продлить, если их вводить в растворе вместе с полимерами. В качестве таких растворов используют кровезаменители (полиглюкин, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт и др.). Чем выше молекулярная масса полимера и его концентрация, тем длительнее действуют такие препараты. При этом улучшается растворимость и снижаются токсичность и побочные действия лекарственных веществ. Эффект пролонгации и уменьшение токсичности обусловлены тем, что лекарственные вещества более или менее прочно связываются с полимерами, затрудняется диффузия лекарства из места введения.

Большие молекулы (молекулярная масса более 50 000) с трудом или вовсе не проходят через биологические барьеры и более длительно находятся в крови, лимфе или межклеточной жидкости. По-видимому, постепенно отщепляясь и достигая соответствующего рецептора, лекарственное вещество проявляет свое действие.

Применение пролонгированных лекарств позволяет:

• уменьшить число приемов или инъекций;
• увеличить вводимые дозы без увеличения токсичности и в то же время уменьшить общее количество используемого лекарственного средства;
• уменьшить или устранить колебания концентрации активного вещества, неизбежные при периодических приемах обычных препаратов.

В смеси с полимерами более длительным действием обладают, например, антибиотики, инсулин, новокаин и др. Некоторые из препаратов такого типа уже используются в практике, другие проходят проверку на животных и в клинике.

Пролонгирующее действие полимеров может быть усилено, если использовать полимеры, имеющие функциональные группы: в этом случае могут образовываться более прочные соединения типа комплексов или солей. Для их получения используют поливинилпирролидон, крахмал, декстран, поливиниловый спирт, полиэтиленгликоль и сополимеры. Наиболее известны комплексы полимеров с иодом, которые обладают высокой бактерицидной активностью. Их применяют как в виде водных растворов, так и в виде гелей, пленок, нитей. Препарат иодинол -1%-ный раствор йодного комплекса поливинилового спирта, нашел широкое применение в медицине и ветеринарии. В качестве антисептиков предложены йодные комплексы поливинилпирролидона.

Описано применение комплексов железа и декстрана (для лечения анемии), кобальта и декстрана, производных полиэтиленоксида и различных лекарственных препаратов.

Полимерные лекарственные вещества

Как уже отмечалось, биологической активностью, свойствами терапевтически- действующих препаратов обладает и ряд полимеров, в структуре которых нет специально введенных лекарственных соединений. К таким полимерам можно относить и плазмозаменители, поскольку они также осуществляют лечебные функции (лечение шока, ожоговой болезни и др.). Сульфированный поливиниловый спирт может быть использован как антикоагулянт крови — заменитель гепарина. В качестве препаратов, нейтрализующих антикоагуляционное действие гепарина, используют полимерные четвертичные соли. Широкое практическое применение нашел препарат «полибрен»— продукт взаимодействия тетраметилгексаметилендиамина с триметилендибромидом. Известно применение поли-N-окисей винилпиридина для лечения силикозов. Имеются сведения о синтезе длительно действующих полимерных веществ, обладающих защитным действием при облучении.

Полимеры и сополимеры с кислотными функциональными группами эффективны в борьбе с вирусными заболеваниями. В этом случае действие полимеров заключается как в стимулировании выработки в организме особого защитного вещества белковой природы — интерферона, так и в непосредственной инактивации вирусов. В качестве таких противовирусных и интерфероногенных препаратов испытываются полимеры и сополимеры ненасыщенных карбоновых и сульфоновых кислотт, малеинового ангидрида и др. Наибольшей интерфероногенной активностью обладают специфичные комплексы породных полимеров — полинуклеотидов (полигуаниловой, полицитидиловой кислот и др.), получение которых возможно путем ферментативного и химического синтезов или их комбинацией.

Широкие возможности модификации известных и получения новых лекарственных соединений представляют методы присоединения к полимерам терапевтических средств с помощью химических связей, а также полимеризация или поликонденсация соответствующих производных. При этом получаются фармакологически или биологически активные препараты, специфика действия которых определяется макромолекулярной природой вещества: молекулярной массой, конформацией, прочностью связей в основной полимерной цепи или в боковых активных группах по отношению к гидролитическому или ферментативному расщеплению.

Для синтеза полимерных лекарственных препаратов методом полимераналогичных превращений можно использовать практически любые водорастворимые полимеры с функциональными группами (альдегидными, кислотными, аминными и т. п.), например, карбоцепные поликислоты (метакриловую, акриловую), сополимеры винилпирролидона или винилового спирта, окисленные или модифицированные иным образом декстраны, крахмал, целлюлозу и т. д. Описано применение в качестве лекарственных веществ, присоединяемых к полимерам, антибиотиков, гормонов, ферментов, салицилатов, анестетиков, алкалоидов, противотуберкулезных и противоопухолевых препаратов, витаминов и др.

Поведение полимерных лекарственных соединений в организме, их эффективность, специфичность действия и возможности применения изучаются пока в основном в экспериментах на животных.

Полимер, используемый в качестве лекарства, например, плазмозаменителя или терапевтического препарата, остается в организме более или менее продолжительное время и в конце концов должен выводиться в неизменном или деструктированном виде. Полимеры с молекулярной массой до 12 000 выводятся практически нацело за несколько часов.

Вспомогательные вещества для создания различных лекарственных форм

Все более важное значение синтетические полимеры приобретают в создании новых лекарственных форм уже известных терапевтических средств и в качестве заменителей восков, жиров и масел. Полимеры используют как безжировые основы паст, мазей и пластырей, а также для стабилизации растворов, эмульсий, суспензий.

Требования к полимерам в отношении их физиологической активности в этих случаях менее специфичны, поскольку практически все большие полимерные молекулы не проникают через кожные покровы и клеточные мембраны. Основными из применяемых для этих целей полимеров являются полиэтиленоксид (см. Окиси этилена полимеры), поливиниловый спирт, поливинилпирролидон. В экспериментальных и поисковых работах используют также ряд производных целлюлозы, гомо- и сополимеры акриламида, винилпирролидона, винилового спирта, этиленоксида и др.

Низкомолекулярные формы полиэтиленоксида (молекулярная масса 4000—10 000) используют как заменители жировых основ и вазелина. Преимущества их в том, что они растворяются в воде, обеспечивают хороший контакт введенных в их состав лекарственных веществ с кожей, слизистой или раневой поверхностью, и лекарства при этом легко всасываются; при наружном применении такие мази, в отличие от вазелиновых, образуют эластичную «кожицу», а затем легко смываются водой или отдираются. В состав мазей вводят лекарственные (главным образом против кожных заболеваний), дезинфицирующие или бактерицидные вещества. Такие мази не прогоркают и могут храниться длительное время. Эффективно применение их для массажа, а также для смазки медицинских инструментов.

Поливиниловый спирт (ПВС) применяется в качестве основы водорастворимых мазей при лечении кожных заболеваний. Широко используется действие ПВС как защитного коллоида и поверхностно-активного вещества для стабилизации растворов, суспензий и эмульсий. В гормонотерапии, например, при лечении диабета, ПВС используют для создания устойчивых суспензий, содержащих инсулин в тонкодисперсном состоянии, допускающем инъекции. Такие препараты обладают длительным и ровным действием. Известно применение ПВС для создания кровеостанавливающих средств (порошки на основе ПВС и хлорного железа, растворыры ПВС с добавкой сахара и мочевины), а также ряда других лечебных препаратов, включая пероральные и инъекционные формы, пленки, растворы для пропитки марли и т. д.

Перспективной формой использования ПВС является создание на его основе гелей (студней) с включенными в их состав лекарственными веществами. Гели могут содержать сшивающие агенты, образующие (в зависимости от целей и способа использования) более или менее прочные связи между молекулами ПВС. В частности, могут быть использованы борная кислота, бура, конго красный, йод и др. Температуpa плавления гелей может регулироваться соотношением ингредиентов, а также концентрацией и вязкостью исходного ПВС. Гели плавятся в интервале температур 50—70 °С и застывают при 30—45 °С. Скорость их рассасывания в организме можно регулировать, используя полимеры (ПВС, его производные, сополимеры винилового спирта) различной молекулярной массы, а также меняя условия обработки полимерных композиций. По консистенции и плотности гели могут быть мягкие или плотные (хрящевидные).

Поливинилпирролидон с успехом применяют в качестве основы различных мазей, кремов, косметических жидкостей и лекарств для кожи. В отличие от ПВС и полиэтиленоксида, он растворим не только в воде, но и в ряде органических жидкостей, что бывает целесообразно использовать при приготовлении некоторых препаратов.

В качестве покрытий и составных частей таблеток используют гомополимеры, композиции (смеси) полимеров и сополимеров, обеспечивающие требуемые свойства по проницаемости (размерам пор), растворимости, рассасываемости в различных средах, адгезионным и др. показателям. Некоторые лекарственные вещества должны быть защищены от инактивации или разрушения содержимым желудка, чтобы их действие проявилось после всасывания в том или ином отделе кишечного тракта. Важным является и регулирование скорости всасывания лекарства.

В качестве полимеров, растворимых в желудке, можно использовать:

• поливинилпиридин;
• поливинилалкилпиридины;
• ацетат и диэтиламиноацетат целлюлозы, бензиламинометил- целлюлозу;
• статистические и привитые сополимеры поливиниламина, поливинилацетата, поливинилацеталей, эфиров целлюлозы и др.

В качестве соединений, не растворимых в желудке, но растворимых в кишечнике, применяют полимеры со свободными карбоксильными группами и их производные:

• производные целлюлозы (ацетилфталилцеллюлоза и ее аммонийная соль);
• сополимеры малеиновой, акриловой и метакриловой кислот.

В ряде случаев нужны соединения, обладающие способностью растворяться (с различной скоростью) как в щелочной, так и в кислотной среде, но не растворяющиеся в нейтральной среде. В качестве таких веществ используют тройные сополимеры, состоящие, например, из звеньев винилпиридина (или алкилвинилпиридина), акриловой кислотыты и какого-либо винильного мономера, служащего для регулирования гидрофобности макромолекул.

Таблетки с использованием пористых ионообменных смол применяют для пролонгации действия некоторых лекарств, вводимых перорально. Разработаны методы создания таблеток с двух- и многослойными полимерными покрытиями. Расширяется использование полимеров для создания оболочек капсул, в которые заключаются лекарственные вещества. Ранее такие оболочки (например, из желатины) создавались только для лекарств перорального применения. В последние годы разработаны способы получения микрокапсул таких размеров (несколько мкм в диаметре), что их суспензии можно вводить инъекционно. Помещенные внутри микрокапсул белки, ферменты, суспендированные вещества не выходят за их пределы, но могут реагировать с проникающими внутрь оболочек капсул низкомолекулярными соединениями и осуществлять обменные процессы как в аппаратах (например, искусственная почка), так и в организме (детоксикация, изменение баланса ионов или молекул и др.). Делаются попытки заключения в микрокапсулы гемоглобина и создания искусственных эритроцитов. См. также Микрокапсулирование.

Известно применение ПВС и его сополимеров, декстрана, полиуретанов и производных целлюлозы для создания гемостатических (кровеостанавливающих) средств, применяемых в виде пористых материалов (губок), порошков, пленок, растворов для пропитки марли и т. п. В качестве композиций для пластырей используют бутилированные, ацетилированные или формилированные полимеры и сополимеры ПВС (например, сополимеры с хлорвинилацетатом) и ряд других сополимеров. Ведутся исследования по применению полимеров (например, гомо- и сополимеров винилпирролидона, окиси этилена, винилового спирта) для консервации трансплантатов (в том числе мозговой ткани, крови).

Источник

Полимеры в фармации

Вы будете перенаправлены на Автор24

Полимеры – это вещества, которые состоят из мономеров, соединённых друг с другом в длинные макромолекулы химическими и координационными связями.

Использование полимеров в фармации

На сегодняшний день роль полимеров в медицине и фармакологии относительно невелика. В реальной лечебной практике их используют мало. Это происходит потому, что вещества, вводимые в организм, направленные в лимфу и кровь, различные межклеточные полости должны отвечать высоким требованиям, поскольку они касаются любого рецептора, каждого органа.

Для того, чтобы полимеры использовались в фармакологии, необходимо изучать очень большое количество вопросов из спектра особенности взаимодействия полимеров и организм. Но потенциальные возможности позитивного воздействия на здоровье человека с помощью применения полимеров достаточно велики, поэтому клинические экспериментальные исследования, проводимые на животных, приобретают все больший размах.

Наиболее общим свойством полимеров, применяемых в фармации, является растворимость в воде, водно-солевых растворах, биологических жидкостях: плазме, кишечном и желудочном соках.

Перспективы применения полимеров в фармакологии

Перевод многих лекарственных средств в полимерный вид позволит:

• обеспечить более длительное действие лекарства на организм путем его задержки внутри конкретных органов и тканей;
• получить лекарственные формы веществ, которые ранее не применялись в растворимых или нерастворимых формах;
• осуществить перевод инъекционных препаратов в пероральную форму, порошковых и таблеточных средств в ампульную форму.

Известны случаи широкого применения высокомолекулярных веществ в виде кровезаменителей или плазмозаменителей.

Как уже отмечалось ранее, применение пролонгированных средств в виде полимеров позволяет достичь следующих результатов:

• уменьшить число приемов таблеток и инъекций;
• увеличить водимые дозы без увеличения токсичности действия при уменьшении общего количества лекарственного средства;
• устранить колебания концентрации активного вещества при периодических приемах обычных препаратов.

Готовые работы на аналогичную тему

Пролонгирующее действие полимеров может также быть усилено при использовании полимеров, которые имеют функциональные группы. При этом образуются прочные соединения типа комплексов и солей. Для получения таких соединений используют:

• крахмал, декстран;
• поливиниловый спирт, сополимеры.

Биологическая активность свойственна полимерам, которые не имеют специально введенных в них лекарственных соединений. К таким полимерам относят плазмозаменители, с помощью которых лечат шок, ожоговую болезнь.

Поведение полимерных лекарственных средств при попадании в организм, их эффективность, возможность применения для лечения тех либо иных заболеваний изучается в основном посредством экспериментов на животных.

Полимеры – это также вспомогательные вещества, которые используются для создания высокоэффективных лекарственных препаратов.

Большое значение синтетические полимеры имеют в ходе создания обновленных терапевтических форм, уже имеющихся лекарственных препаратов. Также полимеры используются для замены восков, масел и жиров. Полимеры становятся основой паст, мазей, пластырей. С помощью полимеров стабилизируют эмульсии, растворы и суспензии.

В данном случае требования к полимерам в отношении уровня их физиологической активности менее обширны. Это объясняется тем, что все полимерные молекулы обладают высокой степенью проникновения через кожный покров и клеточную мембрану.

Также в фармакологии используются гомоплимеры. Они применяются в качестве составных частей и покрытия таблеток. Кроме того, в фармации активно используются сополимеры, которые обладают должными размерами и проницаемостью, могут рассасываться в различных средах. Некоторые лекарственные средства должны быть хорошо растворимы в желудочном соке, а скорость и всасывания также необходимо регулировать. Это достигается путем включения в состав лекарств полимерных соединений.

В качестве полимеров, которые растворяются в желудке используют:

• ацетат и целлюлозу;
• поливиниламид, эфиры и пр.

Таким образом, использование полимеров в фармации является перспективным направлением, которое открывает большие возможности в процессе лечения тех или иных заболеваний, а также в ходе поддержания гомеостаза организма.

Использование поливинилового спирта в фармации

Примером использования полимеров в фармации может служить поливиниловый спирт (ПВС). Его используют для изготовления мазей, применяемых для лечения кожных заболеваний, в качестве водорастворимой основы. Также ПВС используют в качестве коллоида защитного действия, а также активного вещества, которое стабилизирует растворы.

Поливиниловый спирт применяют и в гормонотерапии для лечения сахарного диабета, создавая устойчивые суспензии, содержащие тонкодисперсный инсулин, который можно вводить в организм в виде инъекций. Преимущества этих препаратов заключается в том, что они обладают длительным, ровным действием. Также ПВС применяют как основу для создания кровоостанавливающих порошков, а также целого ряда других препаратов пероральных и инъекционных форм.

Перспективной формой использования ПВС является создание гелей с включенными лекарственными веществами. Они могут содержать в себе сшивающие агенты, которые образуют прочные связи, в частности, борную кислоту, йод и пр.

Источник