32. Биополимеры. Основные требования к биополимерам. Что такое “умные биополимеры”?

За последние годы все возрастающее значение для медицины и биотехнологии приобретают «умные» полимеры. Так называют полимеры, способные реагировать (сжиматься или набухать) на небольшие изменения во внешней среде (температура, рН, электрическое поле и т.д.). «Умные» полимеры с иммобилизованными БАВ используются для выделения лекарств при определенных условиях, как правило, при заданной температуре или рН. Среди «умных» полимеров наибольшее число публикаций посвящено поли(N-изопропилакриламиду) (поли-N-ИПАА). Данный полимер имеет в воде нижнюю критическую температуру растворения (НКТР) ~32°С, т.е. близкую к температуре человеческого тела. Выше 32°С происходит фазовое разделение, обусловленное конформационным переходом макромолекулы поли-N-ИПАА из рыхлой глобулы в компактный клубок, что сопровождается резким уменьшением размеров макромолекулы. Было изучено поведение гидрогелей, полученных на основе поли(N-изопропилакриламида) и скорость диффузии иммобилизованных в них лекарственных препаратов в условиях имитирующих человеческий организм. Было установлено, что при 37⁰С и рН=1,4 (нормальные условия в желудке человека) происходит медленное выделение иммобилизованных в гидрогель индометацина и амилазы, но при изменении величины рН до 7,4 (условия в кишечнике) выделение лекарств значительно ускоряется. Таким образом, можно создавать лекарственные формы, позволяющие доставлять препарат к пораженному органу без значительных потерь.

Другим направлением использования таких “умных” полимеров является создание сигнал-чувствительных систем, состоящих из биосенсора, активатора и резервуара для коррекции нарушений в работе различных органов в организме человека. Так для больных диабетом разрабатываются специальные системы с биосенсором на глюкозу, которые запускаются по принципу включение - выключение для выделения определенных порций инсулина, иммобилизованного в гелях, т.е. работающие по принципу поджелудочной железы.

33. Расскажите об основных методах концентрирования, выделения и сушки лекарственных препаратов белковой природы?

Получение продуктов белковой природы является весьма трудоемким и ответственным процессом. Это обусловлено тем, что белки являются лабильными соединениями весьма чувствительными к таким факторам как высокая температура, рН, наличие в растворе различных ионов. В процессе выделения и очистки они легко подвергаются необратимой денатурации, связанной с разрушением пространственной структуры молекулы, и теряют свою биологическую активность. Поэтому в процессе получения белков медицинского назначения и ферментов приходится использовать различные мягкие методы, позволяющие избежать потери активности. Например, для концентрирования разбавленных растворов белков используют методы вакуум-выпаривания или вымораживания раствора, ультрафильтрацию в режиме диализа. Для выделения белков из растворов используют мягкие высаждающие реагенты (хлориды и сульфаты щелочных металлов, этанол, ацетон), частично разрушающие гидратную оболочку белковой молекулы, но не затрагивающие ее структуру (обратимая денатурация). Для мягкого удаления влаги из белковых осадков используют вакуум-выпаривание и лиофильную сушку.