В настоящее время из полимеров изготавливается более трех тысяч видов медицинских изделий. Вполне понятно, что дальнейшие успехи в этой области зависят от кооперирования и творческого содружества между химиками и медиками. Химическая промышленность выпускает различные полимеры с точным соблюдением тех требований, которые к ним предъявляют. Однако специальных полимеров для применения в медицине выпускается пока еще мало. Первостепенной задачей является разработка технических условий на «медицински чистые» полимеры, которые не оказывали бы вредного действия на организм человека.
Началом применения полимерных материалов в медицине следует считать 1788 год, когда во время операции А. М. Шумлянский прибег к каучуку. Затем в 1895 году был использован целлулоид для закрытия костных дефектов после операций на черепе. В 1939 году совместные усилия стоматологов и химиков (И. И. Ревзин, Г. С. Петров, И. М. Езриелев и др.) привели к созданию полимера АКР‑7 для изготовления челюстных и зубных протезов. Вскоре появился ряд пластмасс из акриловых смол, оказавшихся пригодными для глазных протезов и восстановительных операций в челюстно–лицевой хирургии. В 1943 году С. Д. Федоровым впервые сделана заплата из полиметилметакрилата для закрытия дефекта черепа. В настоящее время этот материал широко применяется у нас в стране и за рубежом. Из него получают трубки для дренирования слезного мешка, гайморовой полости, протезы кровеносных сосудов, клапанов сердца, пищевода, желудка, мочевого пузыря, желчных протоков, уретры, хрусталика глаза, штифты и пластинки для фиксации костей при переломах, полимерные сетчатые «каркасы» для соединения кишок, сухожилий, трахеи.
Одним из первых синтетических материалов, использовавшихся для пластики кровеносных сосудов, был поливинилалкоголь. Я познакомился с его применением в 1955 году в Англии при посещении хирургической клиники профессора Г. Робба. Он замещал трубками из поливиниловой губки дефект сосуда. Я привез этот материал на кафедру топографической анатомии и оперативной хирургии, и мы также стали экпериментировать. Но оказалось, что вставки из поливиниловой губки через один–два года «старели», склерозировались, их приходилось удалять. Кроме того, выяснилось, что поливинилалкоголь может быть использован только при операциях на аорте и крупных сосудах. В сосудах же небольшого диаметра иа всем протяжении протеза вскоре образуется тромб. Аналогичные наблюдения сделали и американские хирурги.
Малый диаметр периферических сосудов, худшие условия кровообращения и особенности строения их стенок приводили к плохому прорастанию (вживлению) ткани в поры синтетического протеза.
К полимерам, применяемым для протезов внутренних органов, предъявляются жесткие требования. Главнейшее из них — длительное сохранение основных физико–механических свойств при постоянном воздействии ферментативной системы живого организма. Наиболее успешно применяются в хирургии полимеры, изготовленные на основе акриловой и метакриловой кислот, хорошо зарекомендовавшие себя в травматологии и ортопедии и используемые для замещения тазобедренного сустава и дефектов костей черепа.
В 1952 году советский хирург М. В. Шеляховский при операциях по поводу грыж передней брюшной стенки применил перфорированные пластинки из фторопласта‑4. В последующие годы под руководством Б. В. Петровского для этих же целей, а также для пластики диафрагм были использованы капроновая сетка и ивалон. Особо перспективными являются синтетические ткани с бактерицидными свойствами — метилен, биолан и йодин. Сетки из них оказались наиболее пригодными для пластических операций при грыжах живота.
Предстоит еще много сделать в поисках искусственных материалов для поврежденных суставов, полых органов, костей, мягких тканей, сухожильных связок и особенно протезов, предназначенных для временного нахождения в организме, до срастания ткани, после чего они должны полностью рассасываться. Полимеры этой группы изучены меньше всего, и их пока мало.
Наиболее часто применяющиеся в медицине полимеры— силиконы. Их положительными свойствами являются химическая и физиологическая инертность, термостабильность— до 180 °C. Силиконы необходимы при косметических операциях на лице, молочных железах, для изготовления катетеров, клапанов сердца, пленки для защиты поверхности кожи при ожогах.
Довольно широкое распространение в медицине получает полиэтилен. Он обладает большой прочностью, гибок и эластичен, не поддается органическим растворителям, щелочам и слабым кислотам. В нем отсутствуют токсичные вещества. Обычно используются две полиэтиленовые пленки, между которыми проложена сетка из синтетических волокон, например лавсана.
На основе полимеров создан шовный материал, успешно конкурирующий с традиционными кетгутом и шелком. Помимо требований к полимерам, имплантируемым в организм, он должен обладать высокой капиллярностью (для поглощения раневого экссудата), эластичностью, термостойкостью. В настоящее время успешно ведутся работы по созданию окрашенных синтетических шовных материалов, лигатур, обеспечивающих более надежное завязывание узлов, а также заменителей кетгута с различными сроками рассасывания их в организме.
Широкие перспективы открылись в связи с развитием производства синтетических тканых материалов. Бинты, изготовленные на основе капрона с хлопком, по своим физико–механическим свойствам не уступают обычным бинтам из хлопчато–вискозной марли, выдерживая стерилизацию при температуре 120–130°. Марля и вата из лавсана, вискозы, капрона по капиллярности превосходят хлопчатобумажную вату и марлю в 2 раза.
Важными достижениями последнего времени являются синтез пленкообразующих составов и конструирование распылителей для нанесения их на раны и ожоговые поверхности, а также создание медицинских клеев для тканей, сосудов, бронхов, кишечников и паренхиматозных органов.
Медицинский клей должен обладать рядом необходимых свойств: отсутствием токсического и аллергического влияния на организм, прочностью при соединении влажных тканевых поверхностей, способностью рассасываться по мере образования соединительной ткани, бактерицидным и кровоостанавливающим действием. Впервые такой клей был выпущен американской фирмой «Этикон». В дальнейшем и в пашей стране на основе циакрила был разработан медицинский клей, широко применяющийся в хирургической практике.
Полимеры могут использоваться как плазмо– и кровезаменители и для удлинения времени действия многих лекарственных препаратов. Помимо восстановления баланса крови при кровопотерях они обладают способностью связывать в организме токсические вещества. Отсюда, естественно, возникла идея использовать раствор полимера для пролонгирования срока действия лекарственного вещества. Исследования показали, что введение новокаина, инсулина, пенициллина, тетрациклина в раствор плазмозаменнтеля, увеличивает продолжительность их лечения и уменьшает токсичность.
В качестве пролонгаторов используются полимеры, обладающие ионообменными свойствами. Лекарственный препарат в организме постепенно «освобождается» от полимерной ионообменной смолы и оказывает терапевтическое действие. Этот механизм «освобождения» в основном сводится к тому, что соляная кислота желудочного сока разрушает соединения лекарственного вещества с ионообменной смолой, к которой добавляют антибиотики и сульфаниламиды. По сравнению с обычными, эти препараты обладают большей активностью. Скорость разрушения полимерных соединений, а следовательно, и степень пролонгации лекарств во многом зависят от того, насколько малы частицы ионообменной смолы: чем они меньше, тем медленнее идет их разрушение. Этот метод удлинения влияния лекарственных препаратов является одним из самых перспективных.
В настоящее время осуществлен синтез полимерных препаратов — антисклеротических, противоопухолевых, анестезирующих, противолучевых, антибиотических, противотуберкулезных. Увеличение сроков действия лекарств дает возможность более рационально и реже вводить их в организм, что значительно удобнее для больных и медицинского персонала, особенно при длительном, иногда многомесячном лечении.
Перспективы использования полимеров в медицинской практике неограничены. Из устойчивых к воздействию высокой температуры полимеров производят шприцы разового применения, системы для переливания крови, аппараты искусственного кровообращения и искусственной почки, шпатели, аппликаторы. На основании разработки, осуществленной московским и ленинградским институтами переливания крови, из полимеров (полиэтилена) выпускают наборы мешков и приспособлений для хранения крови и плазмозаменителей. Широко применяются полимеры для изготовления предметов ухода за больными, протезно–ортопедических изделий, лабораторной посуды.
