Углеродсодержащие пористые материалы в качестве
Сорбционные свойства карбонизованных сорбентов медицинского назначения
жүктеу/скачать 1,06 Mb.
|
| 1.3 Сорбционные свойства карбонизованных сорбентов медицинского назначения
Химия поверхности этих адсорбентов, отличная от химии поверхности классических активированных углей, может оказать существенное влияние на результаты их использования, например, в качестве средств для очистки крови. В связи с этим весьма целесообразной представляется разработка углеродных гемосорбентов с повышенной анионообменной и катионообменной емкостью, позволяющих, во-первых, более дифференцированно подходить к задачам поглощения токсинов, в механизмах сорбции которых участвуют как дисперсионные, так и электростатические взаимодействия и, во-вторых, проводить определенную коррекцию кислотно-основного и электролитного баланса [53]. Углеродные гемосорбенты должны, вероятно, обладать не только высокой поглотительной способностью по отношению к токсинам различного происхождения, но и соответствовать общим требованиям к материалам, работающим в соприкосновении с кровью [54]. Среди активированных углей, полученных на основе природного сырья, таких адсорбентов нет, и применяться для прямого контакта с кровью без дополнительных покрытий они, строго говоря, не могут. Более перспективным с нашей точки зрения является использование для гемосорбции активированных углей, приготовленных на основе синтетических полимеров. Эти углеродные сорбенты в настоящей главе будут рассмотрены отдельно. Активированные угли, получаемые из растительного сырья, уже сравнительно давно используются в медицинской практике. Так, древесный уголь является основным компонентом адсорбирующих средств типа «Карболен», применяемых перорально [55]. В качестве адсорбентов для очистки крови и регенерации диализной жидкости за рубежом нашли распространение угли, приготовляемые из скорлупы кокосовых орех. В клинической практике отечественного здравоохранения для прямого контакта с кровью (гемосорбции) ранее использовался березовый активированный уголь БАУ . Среди основных требований, предъявляемых к углеродным адсорбентам медицинского назначения, помимо высокой сорбционной емкости следует, очевидно, выделить такие важные показатели, как механическая прочность и химическая чистота. Ввиду этого единственный в стране серийно выпускаемый уголь из растительного сырья - БАУ [56], содержащий до 8% золы и обладающий неудовлетворительной механической прочностью (показатель не регламентируется), постепенно утратил свое значение как гемосорбент, уступив место активным углям с лучшими характеристиками, приготовляемым на основе ископаемого сырья (торфа и бурого угля) — ИГИ и СКТ-6А, а также углям СКН, получаемым из синтетических смол. Анализируя, однако, клинический опыт применения углеродных гемосорбентов, можно заключить, что угли БАУ, обладающие сильно развитыми макропорами, должны обладать определенным преимуществом перед иными гемосорбентами в отношении поглощения крупномолекулярных токсинов (белковых комплексов). Более того, развитая макропористость является, по-видимому, характерной для углей, получаемых из сырья растительного происхождения. Учитывая тот факт, что угли из скорлупы орехов и косточек плодов обладают, как правило, большей прочностью по сравнению с древесным углём [57], авторами был разработан и предложен гемосорбент на основе косточкового активированного угля КАУ, который успешно прошел экспериментальную клиническую апробацию и рекомендован к медицинскому применению. В этой работе представлены результаты изучения пористой структуры активированных углей КАУ и определен диапазон их физико-механических и адсорбционных характеристик. Для исследования были выбраны образцы углей КАУ, полученные парогазовым методом активации (водяным паром при температуре 850°С) с прогрессирующей степенью обгара, на основании которой можно судить о степени уменьшения насыпной плотности и прочности, а также о перераспределении гранулометрического состава сорбента в результате активирования угля-сырца КАУ. Исследование перестройки структуры микропор при активировании было выполнено нами в рамках разработанных Дубининым представлении о микропористых зонах. В соответствии с этой моделью кристаллиты углерода в активированных углях не могут находиться в изолированном состоянии; они контактируют и срастаются, образуя микропористые зоны. В этих зонах имеются микропоры, которые подразделяются на внутрикристаллитные щелевидной формы и межкристаллитные, стенками которых являются призматические грани [58]. Микропористые зоны частью своей внешней поверхности образуют поверхность более крупных мезо- и макропор, несущих в основном транспортную функцию. Представлены рассчитанные параметры модели микропористой структуры и микропористых зон углей КАУ-40—КАУ-100. Несмотря на упрощенный характер модели, ее анализ дает четкие представления о формировании микроструктуры углей КАУ на разных стадиях активирования. Так, можно видеть, что прогрессирующая активация ведет к возрастанию полуширины щелей микропор, радиуса их круглого основания и соответственно объема единичных микропор. В свою очередь число кристаллитов и число микропор в единичной микропористой зоне при переходе от образца КАУ-40 к КАУ-100 резко уменьшается. При этом сначала (до 50% обгара) отмечается укрупнение размеров кристаллитов и микропористых зон, а в дальнейшем (после 50% обгара) отмечается дробление микропористых зон при сохранении размера кристаллитов. Относительно объемов микропористых зон можно сказать, что их значительное увеличение наблюдается при высоких степенях обгара; при этом резко возрастает доля межкристаллитных микропор, а их вклад в общий объем может достигать почти 50% (образец КАУ-100). Весьма интересной представляется возможность определения величин геометрической поверхности микропор в связи с установившимся мнением о ненадежности прямых методов определения удельной поверхности пор микропористых сорбентов [59]. В соответствии со сложившимися медико-техническими требованиями к углеродным гемосорбентам для медицинского использования следует рекомендовать угли КАУ средней и в некоторых случаях высокой степени активирования. Сорбционные методы лечения всё шире внедряются в медицину. Одним из наиболее интересных подходов является применение сорбентов для лечения ран и ожогов, кожных заболеваний. Отличительной особенностью аппликационной терапии является обеспечение повышенной концентрации лекарственных веществ в зоне поражения кожных покровов. Кроме того, сорбционная иммобилизация лечебных препаратов на различных носителях во многих случаях позволяет создать лекарственные формы пролонгированного действия, преимущества которых несомненны . Успех получения таких форм зависит от выбора носителя, способа фиксации препарата на поверхности и метода стабилизации полученного продукта [60]. Закрепление биологически активных соединений на носителях осуществляется с помощью разнообразных химических реакций. В работе проведена сравнительная характеристика сорбентов различной природы. В качестве оптимального носителя для иммобилизации антибиотиков аминогликозидного ряда широкого спектра действия - канамицина сульфата и стрептомицина сульфата, выбраны применяющиеся в клинической практике активированный углеродный войлок на основе волокна "Мтилон", активированная ткань "АУВМ Днепр - МН", активированный углеродный нетканый материал "Волна", а также органо-кремнеземные сорбенты силико- полиметилсилоксана состава 30:70%) масс. (СГ-ПМС) и модифицированная ионами алюминия формы (СГ - ПМС - М). В работе исследована возможность синтеза углеродного энтеросорбента на основе карбонизованного берёзового луба. Полученный материал показал высокую эффективность в лечении острых кишечных инфекций у животных и дисбактериозов, вызванных применением антибиотиков [61]. жүктеу/скачать 1,06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|