WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 19 |

Цеолиты представляют собой алюмосиликатные кристаллы, содержащие отчетливо выраженные клеточные структуры, которые соединяются отверстиями определенного размера; крупные молекулы не пропускаются, тогда, как мелкие проходят через отверстия и адсорбируются внутри клеточных структур. Опираясь на измеренные скорости молекулярной диффузии в цеолитах, с помощью которой моделируется движение молекул внутри трещины к ее кончику, можно сделать вывод, что метанол должен диффундировать к копчику со скоростью, на четыре порядка величины меньше скорости диффузии воды. Зная значения скоростей молекулярной диффузии вблизи кончика трещины и скоростей диссоциативных химических реакций с участием напряженной связи кремний — кислород, можно предсказать с точностью до порядка величины относительную скорость роста трещин в стекловидном кремнеземе под воздействием реактивов.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что существует возможность создания поверхностного покрытия, закрывающего отверстие трещины и ограничивающего доступ в нее малых молекул (таких, как вода), которые атакуют атомные связи на кончике и таким образом химически ослабляют стекло. При использовании такого молекулярного покрытия для защиты трещины, было обнаружено, что скорость роста трещины уменьшается в раз. Если такое покрытие удастся наносить на стеклянные изделия в процессе производства, оно значительно увеличит их срок службы.

То же справедливо и в отношении керамики. Конкретные реакции, протекающие на кончике трещины, неодинаковы для разных материалов, и химия каждого твердого вещества должна рассматриваться с учетом его индивидуальных особенностей. Например, в сложных силикатных стеклах простой механизм разрыва связей, объясняющий рост трещины, может усложняться образованием реакционных слоев толщиной несколько микрометров. Хотя реакционные слои непосредственно не влияют на процесс разрыва связей, они могут существенно изменить величину напряжения на кончике трещины.

3.4 Керамика Керамика – материал, получаемый спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, а также оксидов металлов и других неорганических соединений (карбидов, боридов, нитридов, силицидов). По структуре различают:

- грубую керамику (строительный шамотный кирпич);

- тонкую с однородной мелкозернистой структурой (фарфор, пьезо- и сигнетокерамика, керметы);

- пористую с мелкозернистой структурой (фаянс, терракота, майолика);

- высокопористую.

Тонкая керамика используется в электротехнической, радиотехнической, химической промышленности, а также для производства изделий медицинской техники. В этой разновидности керамики особое место занимает металлокерамика (керметы) – материалы, искусственно создаваемые посредством спекания металлических и керамических порошков. Применяется в авиационной промышленности, энергомашиностроении, для изготовления режущих инструментов, а также в стоматологии.

3.5 Резина. Резиновые материалы и область их применения Резина – мягкий, эластичный материал, продукт вулканизации смесей каучука с серой и другими добавками (свинец и т.п.). Относится к химически стойким, газо- и водонепроницаемым материалам, устойчив к истиранию, с хорошими электроизоляционными свойствами (применяется в электроэнергетике).

В промышленности резина нашла применение в виде шин, транспортных лент и др. В медицине широко используется с целью изготовления систем для переливания крови и введения лекарственных форм внутривеннокапельным способом, колпачков, противозачаточных средств, защитных устройств, хирургических перчаток.

Специальные резины Резина НАИРИД – высокоэластичная, вибростойкая, озоностойкая, менее морозостойкая и теплостойкая. Марка СКН обладает высокой маслобензиностойкостью.

Резина ТИОКОЛ – в основном применяется в герметизирующих производствах.

Светоозоностойкая резина – марки: СКФ, СКЭП и бутилкаучук. Эти виды резины обладают износостойкостью. Применяются в изготовлении ремней, тракторных лент, маслобензиностойких уплотнителей, манжет, диафрагм, гибких шлангов, рукавов и т.д.

Резиновые материалы – экономичны, эффективны, менее материалоёмкие: снижение массы конструкции в 4 – 5 раз (по сравнению с металлическими материалами), сокращение производственных циклов (металлические детали – 10 механических обработок, а пластмассовые и резиновые - зачастую 1 – 2 технологические операции). Эти свойства значительно снижают трудоемкость (в 5 – 6 раз). В некоторых случаях резиновые изделия превосходят по эффекту работоспособности металлические и пластмассовые детали.

4 Полимеры в медицине Полимеры - высокомолекулярные соединения (ВМС), вещества с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества.

Большое число ВМС получают синтетическим путем на основе простейших соединений и элементов нефтяного, углехимического, лесохимического и минерального происхождения в результате реакций полимеризации, поликонденсации и химических превращений одних полимеров (природных и синтетических) в другие. Особую группу составляют неорганические полимеры (пластичная сера, силикаты и др.).

Полимерные материалы делят на три основные группы: пластические массы, каучуки и химические волокна.

Полимерные материалы широко применяются во многих областях жизнедеятельности человека, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.

Есть два типа химических реакций, приводящих к превращению мономеров в полимеры: поликонденсация и полимеризация. Они отличаются химическим строением. Синтетические полимеры, выпускаемые в настоящее время, примерно на 75 % состоят из продуктов полимеризации. Применяются они в строительстве и радиоэлектронике, медицине, машиностроении и производстве бытовых изделий.

Материалы из природных или синтетических полимеров способны приобретать заданную форму. При нагревании и под давлением устойчиво сохраняют заданную форму даже после охлаждения.

В медицине широко применяются изготовленные из синтетических полимеров искусственные суставы, сосуды и т.п., полностью заменяющие ткани организма (таблица 1). Изготовление их чаще осуществляется из материалов на основе ВМС (полимеров) - пластмасс. При нагревании им можно придавать различную форму, что позволяет выпускать разнообразные изделия из них. Как правило, пластмасса - смесь нескольких веществ; полимер - лишь одно из них, но самое важное. Он связывает остальные компоненты в единую, более или менее однородную массу, поэтому полимер часто называют связующим. Первоначально пластмассы получали на основе природных полимеров - производных целлюлозы, каучука, молочного белка казеина и других. В дальнейшем в качестве связующих стали применять и синтетические полимеры - фенолформальдегидные смолы, полиакрилаты, полиэфиры и др. Общим для всех пластмасс является то, что во время формирования изделий их полимеросвязующая основа находится в вязкотекучем состоянии, а при эксплуатации – в стеклообразном или кристаллическом.

Морфологические изменения при введении пластмасс в организм характеризуются развитием асептического воспаления (воспаления без инфекции). В результате направленного движения защитных клеток фагоцитов (по теории Мечникова): нейтрофилы, моноциты, макрофаги, базофилы и др., в зону распространения полимера, происходит воздействие на ткани организма при оперативном вмешательстве или химическом раздражителе.

Таблица 1 - Синтетические полимеры медико-технического назначения Целевое назначение в медицинской Класс полимеров Название полимера практике Изделия применяются для контурной пластики (замена мягких тканей, деталей аппаратов искусственных органов). Иногда эти материалы называют Кремнийорганические Силиконы компаундами (сложные соединения соединения Полисилоксаны полимерных материалов). Они применяются для окклюзии протоков поджелудочной железы, в ортопедических изделиях.

Изделия для кератопротезирования.

Полигидрооксиэтил Применяется при внутренней сосудиПолиакрилаты метакрилат стой окклюзии, для контурной пласти(НЕМА) ки мягких тканей.

Полидодекандамид Протезно-ортопедические изделия, хи(полиамид- 12) рургические нити.

Полиамиды Поликапромид (ка- Протезно-ортопедические изделия, хипрон) рургические нити.

Нити, детали искусственных клапанов Полипропилен сердца, сосудистые протезы.

Изделия для кератопротезирования, Полиэтилен (высодетали аппарата «искусственная почПолиолефины кого давления) ка», «сердце – легкие».

Фторированные Нити, протезы сосудов и клапанов лиолефины сердца, фетр и трикотажные ткани для (фторопласт 4) реконструктивных операций на сердце.

Бесшовные соединения тканей при Клей ХЛЗ операции.

Полиуретаны Камеры искусственного сердца, внутСегментированный рисосудистые баллоны, протезнополиуретан ортопедические изделия.

Нити (VICZIE), перевязочный материПолигалантин ал, протезно-ортопедические изделия.

Нити (DEXON), перевязочный материПолигликолид ал, протезно-ортопедические изделия.

Полиэфиры Корпуса деталей искусственных желуПоликарбонат дочков в кардиологии.

Полиэтилен - фто- Сетки, нити, протезы сосудов, ленты лат (лавсан) для пластики связок и сухожилий.

Химическими раздражителями могут быть физически активные вещества, продуцируемые поврежденными клетками и тканями, а так же вещества, выделяемые полимерными соединениями и зависящие от химических и физических свойств данного полимера.

Благотворным исходом является образование соединительной капсулы (ткани), в которой происходит постоянное обновление, особенно когда такая ткань образуется как снаружи, так и изнутри (восстановление непрерывности пищевода, мочеточников, желчных протоков и др.).

Однако данный процесс не всегда происходит, что чревато неудачей – отторжением вживленного полимера. Такой исход наиболее вероятен, когда полимер не обладает биологической совместимостью, что также может привести к злокачественному образованию.

В современной медицине пластмассовые полимеры нашли широкое применение в реконструктивно – восстановительной хирургии, травматологии, ортопедии, урологии, стоматологии, офтальмологии и др.

Требования, предъявляемые к пластмассовым полимерным материалам:

1) физиологическая безвредность;

2) отсутствие токсичности;

3) отсутствие канцерогенности;

4) отсутствие аллергогенности;

5) минимальное раздражающее действие на окружающие ткани;

6) постоянство физико-химических и механических свойств;

7) большая прочность и работоспособность при незначительной усталости;

8) длительная и функциональная пригодность реконструируемого органа или ткани.

4.1 Особенности применения полимерных материалов в медицине Полимерные материалы, находящиеся в контакте с биологическими средами живого организма, могут растворяться в этих средах без изменения молярной массы или подвергаться биодеструкции по следующим основным механизмам:

1) гидролиз с образованием макромолекулярных осколков и мономерных продуктов;

2) каталитический гидролиз под влиянием ферментов;

3) фагоцитарное разрушение (защитная клеточная реакция организма на инородное тело).

В реальных условиях скорость биодеструкции обусловлена суммарным воздействием указанных факторов. Биологическая активность полимерных материалов связана с образованием продуктов биодеструкции, а также с присутствием в полимерах остаточных мономеров и добавок (пластификаторов, стабилизаторов, красителей, наполнителей, эмульгаторов, инициаторов и др.).

Среди многочисленных проблем санитарно-химических исследований особое значение имеют следующие:

1) выявление токсикологической опасности полимерных материалов на основании качественного и количественного определения состава низкомолекулярных продуктов;

2) изучение закономерностей миграции примесей из полимеров в зависимости от их химической природы и сред живого организма;

3) исследование процессов метаболизма, изменения функциональных систем организма, путей выведения из него продуктов биодеструкции.

Особое значение имеет токсикологическая оценка полимерных материалов, применяемых в медицине в условиях непосредственного контакта с живым организмом. Необходимость тщательной токсикологической оценки полимеров, даже обладающих высокой химической стойкостью и инертностью, связана с тем, что процессы их переработки часто осуществляются при температурах, близких или превосходящих начальные температуры разложения этих полимеров (таблица 2).

Продукты термической и термо-окислительной деструкции могут присутствовать в материале и в сорбированном виде, оказывая токсичное воздействие на организм, которое непосредственно не связано с химической природой и структурой исходного полимера.

Таблица 2 - Допустимые температуры переработки полимерных материалов при производстве изделий медицинского назначения Темпеpaтура, 0С Наименование разложения переработки Способ переработки материала (начальная) (максимальная) Полиамиды 150 280 Прядение Поливинилхлорид 150 160 Вальцевание, сварка Полиметилметакрилат 300 225 Сварка Полипропилен 280 260 Литье под давлением Полиорганосилоксаны 260 210 Прессование Полистирол 250 205 Литье под давлением Политетрафторэтилен 300 375 Спекание Полиэтилен 100 120 Вальцевание Полиэтилен 100 250 Литье под давлением Имплантация в организм животных ряда полимерных материалов, не обладающих общетоксичным действием, иногда приводит к возникновению злокачественных опухолей. Так, через 6—8 месяцев после имплантации в различные органы крыс гладких пластинок из полиэтилена, поливинилхлорида, фторопласта, полиакрилатов, полиамидов, кремнийорганического каучука и др., наблюдалось возникновение злокачественных опухолей. Однако, такое бластоматозное действие наблюдалось лишь у мелких животных (крысы, мыши, хомяки, морские свинки), причем аналогичным образом в этих условиях проявляли себя такие инертные материалы, как стекло, благородные металлы.

Установлено также, что имплантация полимеров в виде порошка или перфорированных пластин не вызывает образования опухолей и оказывает слабый бластоматозный эффект. Большинство исследователей считает, что бластомогенное действие биоинертных полимеров обусловлено не их химической природой, а механическим длительным раздражением стенок соединительнотканной капсулы, возникающей вокруг имплантированного материала, и нарушением нормального обмена в ней.

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 19 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.