Способ получения тромборезистентных полимерных материалов

Способ получения тромборезистентных полимерных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

о (:p О Д

ПАТЕ: . -:, .-,:,! .АЯ

:ь д,а

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советских

Соцкапистнческих

Республик (и1665639 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено06.12.76 (21) 2430205/23-04 с присоединением заявки М(23) П риоритет

Опубликовано05.12.79. Бюллетень М 45

Дата опубликования описания 10,12.79 (51)M. Кл.

С 07 (Ь 7/02

С 08 F 12/08

Ркудлротвонный комитат

СССР

Do делам изобретений н открытий (53) УД К 577. 15.07 (088.8) -Л, И. Валуев, М. А. Аль-Нури, Н. С. Егоров, H. А. Платэ и В, В. Навроцкая (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени государственный университет им. М. В. Ломоносова (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРОМБОРЕЗИСТЕНТНЫХ

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к способу получения тромборезистентных полимерных материалов, которые применяют в меди,цине для создания искусственных кровеносных сосудов, различных деталей, вживляемых в организм искуственных орга нов, катетеров и деталей аппаратов "ис- кусственное сердце и "искусственное"» легкое, Известен способ создания тромборе- -

t0 зистентных полимерных материалов регулированием гидрофильности или гидро фобности поверхности таких материалов, а также модификацией полимерных поверх ностей природным антикоагулянтом кро вй-гепарином (1), ° .

Кроме того йзвестен способ получения тромборезистентных йолимерных материалов иммЬбилизацией на поверхности ма териалов фибринолитических и протеолитических ферментов, способных не тольKG предотвращать образование тромба, но и гидролизовать фибрин с образова-. нием растворимых продуктов (2).. Поверх

2 ность- искусственных кровеноснйх сосу дов"на- основе поликарбоната, поли- метилметакрилата и полйвннилхлорида сначала покрывают слоем графита, а за тем на графит сорбируют урокинаэу. Для предотвращения быстрого вымывания фермента с поверхности полимера под действием тока крови урокиназу дополнительно сшивают глутаровым альдеги дом.

Однако для этого способа характерны отсутствие химической связи между молекулами фермента и полимерного материала, вследствие чего возможна десорбция фермента с поверхности полимера; отсутствие прямого действия урокинаэы на фибрин (урокиназа, как и другие фибрино литическне ферменты, лишь активирует превращение присутствующего в организ ме неактивного профибринолизина в фиб ринолизин фермент, катализирующий растворение тромба) и достаточно высо кая протеолитическая активность урокинаэы, вследствие чего возмо .<но раствоз 6656 рение шва между искусственным и естественным органом под действием этого фермента.

Цель изобретения - повышение тромборезистентной и фибринолитической активности и стабильности полимерного материала.

Это достигается за счет химической иммобилизации на поверхности предварительно 10 озонированного полимерного материала, ацйлированного ангидридом или хлорангидридом акриловой или метакриловой кислоты фибринолитического фермента микробного происхождения, выделенного из

АсМеоиьсеь splегоides,шт.3.

Иммобилизацию проводят в присутствии ненасыщенного гидрофильного мономера под действием инициатора радикальной полимеризации.

Реакцию озонирования полимерного материала проводят обычным образом при о

0-100 С пропусканием над поверхностью обезжиренного материала озона со скоростью 3-7 л/ч. Реакцию.иммобили25 зации фермента на поверхность озонирован

1 ного полимера проводят растворением ацилированного фермента обычно в буферном растворе (рН 7,0 — 9,0) до концентрации 0,5-10 мг/мл с последующим

30 растворением в том же растворе гидрофильного мономера до концентрации

1»500 мг/мл, погружением в полученный раствор озонированйого полимера и воз» действием на реакционную смесь инициатором радикальной полимеризации. Реакцию иммобилизации проводят предпочти тельно при 0-60 С в вакууме или в о атмосфере инертного газа, например ар40 гона или азота, Весовое соотношение ацилированный фермент: гидрофильный мономер 1:50-800. В качестве исход-» ного полимерного материала используют полиэтилен, полипропилен, полистирол, поли45 метилметакрилат, сложные полиэфиры и т.п., в качестве гидрофильного мономера» акриламид, метакриламидь оксиэтилметакрилат и т.a.,,а в качестве инициатора по-. лимеризации вещественные инициаторы, например динитрил бисазоизомасляной кислоты и рибофлавин, а также УФ-излучение.

Ацилированный фермент получают, добавляя к раствору феРмента с конценратцией 0,5-10 мгlмл ангидрид или хлорангидрид акриловой или метакриловой кислоты обычно при рН 7,0 — 9,0, тем-. .пературе 0-60 С и мольном соотношении

39 4 фермент:ангидрид или хлорангидрид 1:10»

500, Основной отличительный признак изоб ретения — используемый фибринолитический фермент. Условия проведения процесса иммобилизации фермента (рНь температу ра и соотношения реагентов) полностью обусловлены,физико-химический и биологической природой самого фермента и полимерного носителя, и могут изме-няться в довольно широких пределах.

Пример 1. Ацилирование фермента проводят при О С добавлением к раствору 50 мг фермента в 50 мл би-, карбонатного буфера {pH 8,0) 0,05 r хлорангидрида акриловой кислоты. Затем перемешивают в течение 15 мин и к раствору добавляют 4 г акриламида. Озонирование полипропиленовой пленки толщиной 0,05 мм и площадью 10 см про» о водят при 20 С, пропуская над ьповерхностью обезжиренной пиэтиловым эфиром пленки озона со скоростью 7 л/ч в те чение 4 ... Озо щрованную пленку помещают в раствор ацилированного фермента и акриламида. Раствор вакуумируют до

-Я

10 мм рт.ст. и облучают УФ-светом в течение 2 ч., Облученную пленку промывают бикарбонатным буфером. Активность полученной пленки при использовании в качестве субстрата 1%-ного раствора ка» зеина 9,3+0,2 мкг тирозина/мин, При внесении пленки на поверхность сформировавшегося сгустка,фибрина зона растворимости образуется в течение 8 мин. При добавлении тромбина к раствору фибриногена, нанесенному на поверхность полу ченной пленки, фибрин не образуется. Пленка с иммобилизованным ферментом хранится в течение 1 мес, при 20 С, поло постыл сохраняя свою активность, а при хранении в течение 1,5 мес теряет около 30 % исходной активности.

Пример 2. Стадию ацилирования, озонирования и иммобилизации проводят по примеру 1, облучая озонированную пленку в растворе ацилированного фермента и акриламида в течение 3 ч. АктивI ность пленки по отношению к казенну

11,3tOs2 мкг тирозина/мин. Зона раст воримости при внесении .пленки на поверхность фибрина образуется в течение

7 мин. Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина на поверхности пленки не происходит.

Пример 3. Стадию ацилированияь Озонирования и иммобилизации прО водят ло примеру 1, облучая озонирован665639

45 ную пленку в растворе ацилированного фермента и акриламида, к которому предварительно добавляют инициатор полимеризации - рибофлавин в количестве

10 мг/л, в течение 3 ч. Активность

5 пленки по отношению к казеину 26,3+0,3 мкг тирозина/мин. Зона растворимости при внесении пленки на поверхность фибрина образуется в течение 5 мин. Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина на поверхности пленки не происходит.

Пример 4. Ацилирование фермено та проводят при 5 С добавлением к. раствору 20 мг фермента в 10 мл бикарбонатного буфера (pH 7,5) 0,05 г хлорангидрида метакриловой кислоты. В качестве полимера используют полиэтиленовую пленку толщиной 0,08 мм и площадью 10, см, я в качестве гидрофиль2 20 ного мономера 2 г оксиэтилметакрилата. Стадию озонировяния и иммобилизации проводят ло примеру 1. Активность пленки по отношению к казеину 10, 1-"

0,2 мкг тирозина/мин. Фибринолитичес25 кая активность пленки аналогична активности пленки, полученной в примере 1.

Пример 5. Получение тромборе - зистентного полимера проводят по примеру 2, используя в качестве апилиру|ощего агента ангидрид акриловой кислоты.

Свойства материала аналогичны свойствам материала, полученного в примере 2.

Пример 6. Получение тромборезистентного полимера проводят по примеру 3, используя в качестве полимера плотную .ткань из полиэтилентерефталата, à B качестве гидрофильного мономера 1 r метакриламида. Активность

40 полученного материала ло отношению к казенну 20,0+0,3 мкг тирозина/мин

5 см 1Фибринолитическая активность ткани аналогична активности пленки, полученной в примере 3, Пример 7. Ацилирование фермента проводят лри 20 С добавлением к раствору 100 мг фермента в 10 мл фосфатного буфера (рН 7,0) 0,002 r хлорангидрида акриловой кислоты. Пос50 ле добавления хлорангидрида раствор перемешивают в течение 10 мин и к рас- твору добавляют 5 г якриламида, Озонирование пластины из лолиметилметакрилятя толщиной 3 мм и диаметром

0 55

50 мм проводят лри 100 С, пропуская над обезжиренной поверхностью пластины озон со.скоростью 3 n/÷ в течение

30 мин. Озонированную пластину ломешлют в раствор ацилировалного фермента и акрилямида. Раствор вакуумируют

-5 до 5 10 мм рт.ст, и облучяют УФ-све о том 30 мин при 60 С, Активность полученной пластины при использовании в качестве субстрата казеина 18,6+0,3 мкг тирозина/мин. Зона растворимости при внесении пластины на поверхность фибрина образуется в течение 13 мин. Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина на поверхности пластины не происходи1, . ll р и м е р 8. Ацилирование фермента проводят лри 60 С, добавляя к о раствору 10 мг фермента в 20 мл борат ного буфера (рН О,О) 0,012 г хлорангидрида акриловой кислоты. Сразу после добавления хлорангидрида к раствору добавляют,:0,02, r акриламида, Озонирование полилролиленовой пленки проводят о при О С, пропуская озон со скоростью

5 л/ч в течение 20 ч, Озонированную пленку толшиной 0,1 мм и площадью

10 см и инициатор полимеризации— рибофлавин в концентрации 15 мг/л помещают в раствор ацилированного фермента и акриламнда и раствор вакуумируг ют до 10 мм рт,ст, Раствор облучают видимым светом (лампа накаливания мощностью 250 Вт) 6 ч при О С. Активность полученной пленки 13,710,3 мкг тлрозина/мин, Зона растворимости при внесении пленки на поверхность фибрина образуется за 7 мин. Превращение фибри ногена в фибрин под действием тромбина на поверхности пленки не происходит, Из рассмотренных примеров видно, что по предлагаемому способу получают стабильные тромборезистелтные полимеры, которые не только предотвращают образование тромба, но и каталнзируют растворение уже сформировавшегося сгустка фибрина без привлечения внутрен них ресурсов орагнизма. То есть в дан ном случае эффект тромборезистентности обусловлен не активацией -лрофибринолизина, а непосредственным воздействием иммобилизованного, фермента ня процессы тромбообразовяния и фибринолиза.

Дополнительный вклад в повышение гемосовместимости вносит гидрофнлизация поверхности полимерного материала за счет привитой сололимеризяции гидрофильного мономера в процессе иммоби лизации фермента.

Формула изобретения

1. Способ получения тромборезистентных полимерных материалов иммобилиза

65639

Составитель Г. Коннова

Техред Я, Бабурка Корректор Ю. Макаренко

Редактор Л. Письман

Подписное

Заказ 7670/1 Тираж 513

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„д, 4/5

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4

7 цией на их поверхности ферментов, отличающийся тем,что,с целью повыпцеййя тромборезистентной и фибринолитической активности и стабильности полимерного материала, лолимерный материал предварительно озонируют и иммобилизацию проводят в присутствии гидрофильного ненасыщенного мономера под действием инициатора ра дикальной полимеризации, а в качестве: фермента используют ацилированный ангидридом или хлора нгидридом акриловой или метакриловой кислоты фибринолити» ческий фермент, выделенный из Actiaoвмаеа spLегоides шт. 1.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю «« ш и и с я тем, что в качестве исходного полимерного материала используют полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиметилметакрилат, сложные полиафиры

3, Способ по п.1, о т л и ч а юФ и и с я тем, что в качестве гидро фильного ненасыщенного мономера используют акриламид, метакриламид, оксиатилметакрилат.

4. Способ по п,1, о т л и ч а ю « шийся тем, что в качестве инициатора полимеризации используют вещественные инициаторы, например динитрил бисазоизомасляной кислоты или рибофлавин, или УФ-излучение. о

5. Способ по п.п. 1-4, о т л ич а ю m и и с я тем, что процесс им мобилизации осуществляют при 0-60 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.6оФЮТромборезистентные материалы.Тгопь. Атег, soo. АМЛЦсиаС,Иф ег ngL O ganS) 10,213,1964

2.Kusse ow k.Ê.,2a r оа Йю..МсЬ ЙЯх.

2о Синтетическая поверхность, покрытая ковале итие сшитой урокиназой. тга ьас1iои АтеИсаи Societa Xo д 1 &с а,ЯрАю 6а о апэ, И, 8,1ИЗ (прототип) ..