85. Включение ферментов в микрокапсулы

Включение ферментов в микрокапсулы. Микрокапсулирование ферментов состоит во включении их водных растворов в полупроницаемые мембраны толщиной около 20 нм, непроницаемые для ВМС и клеток, но через которые могут проникать низко­молекулярные вещества. Наличие ультратонкой мем­браны позволяет создать высокие концентрации фер­мента в малых объемах раствора, находящегося в микрокапсуле, и сохранять стабильность и биоло­гическую активность инкапсулированных ферментов. Использование фермента в высоких концентрациях, а также большие значения отношения площади по­верхности микрокапсул к их объему обеспечивают быструю диффузию низкомолекулярного субстрата из внешней среды к ферменту и продукта реакции из внутреннего объема микрокапсулы в межкапсулярное пространство.

Идеальным материалом с точки зрения биологиче­ской утилизации микрокапсул в организме человека и животных могут быть различные природные мембраны клеток крови. Фермент при относительно мягких условиях (нейтральная среда, небольшая ионная сила и т.д.) может быть заключен в частично гемоли- зованные клетки крови (эритроциты, тромбоциты) с последующим восстановлением целостности их мем­бран. Поскольку размер ферментных элементов крови мал, а время жизни их в кровяном русле относительно велико, такие микрокапсулы могут беспрепятственно и длительно циркулировать в крови. В форменные элементы крови включены такие ферменты, как глюкозидаза, (3-галактозидаза, а-амилаза, пероксидаза, аргиназа, аспарагиназа и некоторые другие. Все иммобилизованные в клетки крови ферменты имеют неизменяемые каталитические параметры и отличают­ся большей устойчивостью к повышению темпера­туры.

Применение микрокапсул, содержащих ферменты, экстракорпорально через шунты или камеры имеет хорошую перспективу. Одно из преимуществ состо­ит в том, что не происходит контакта фермента с иммунокомпетентными клетками, тем самым исклю­чается возмодность сенсибилизации организма со всеми неблагоприятными последствиями. Кроме того, применение вне организма исключает накопление в нем искусственных клеток и снимает проблему разрушения и утилизации полимерных материалов.

86. ­Препараты иммобилизованных ферментов, приме­няемые при локальных заболеваниях

При локальных заболеваниях целесообразно использование иммоби­лизованных ферментов, которые могут быть локали­зованы в определенном месте организма и способны к постепенному выделению в окружающую среду. При получении таблеток и гранул ферментных препара­тов (трипсина, лизоцима, щелочной фосфатазы, ка­талазы и др.) предложено вводить их в смеси с био­совместимыми полимерами (полиакриламидом, поливинилпирролидоном, спиртом поливиниловым и др.). Имплантированный в очаге поражения или поблизос­ти от него находящийся в полимере фермент прак­тически полностью защищен от воздействия агрессив­ной физиологической среды. Вместе с тем из полимера фермент выходит в иативном состоянии и скорость его последующей инактивации и выведения, как и вы­зываемые им токсические, аллергические и иммунные реакции, та же, что и для нативного фермента, при­меняемого традиционным способом.

К биодеградируемым препаратам могут быть от­несены ферменты, иммобилизованные в структуре полимерных волокон и пленок в процессе их форми­рования. Различают обычные и полые волокна. Для получения обычных волокон к раствору полимера (триацетатцеллюлоза, нитроцеллюлоза, этил целлю­лоза, поливинилхлорид и др.) в органическом раство­рителе добавляют водный раствор или суспензию фер­мента. Смесь эмульгируют и продавливают через мел­кое сито в коагулируемую жидкость. Образующиеся волокна представляют собой полимерные гели, кото­рые содержат в структуре водный раствор фермента. Полые волокна изготавливают из природных или син­тетических полимеров, таких как целлюлоза, поли­винилхлорид, полисульфон, полиакриламид, нейлон. Полые волокна состоят из основной массы полимер­ной матрицы, которая имеет внутреннюю полую об­ласть, заполненную раствором фермента. Он удер­живается в полой области волокна за счет физиче­ской иммобилизации или химической связи между аминогруппами фермента и активными группами, находящимися на внутренней поверхности волокна. Каталитические свойства ферментов, включенных в волокна, используются в медицине в экстракорпораль­ных шунтах для детоксикации организма при различ­ных патологических состояниях и в терапии субстрат-зависимых опухолей, а также в ферментативных реак­торах при диагностических определениях концентра­ции метаболитов в крови. Так, уреаза, включенная в волокна из триацетатцеллюлозы, химически сшитая с помощью глутарового альдегида с нейлоновыми трубками, эффективно снижала уровень мочевины в крови животных.