Умные полимеры в медицине
Кандидат химических наук Анна Ефимова, химический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова
В последние десятилетия стремительно развивается научная область, связанная с разработкой нового поколения полимерных материалов, получивших название умных, или интеллектуальных.
Но давайте вспомним, что же такое полимеры. Это вещества, состоящие из макромолекул, которые, в свою очередь, построены из многократно повторяющихся мономерных звеньев. У макромолекул высокая молекулярная масса, а их размеры превосходят размеры «обычных» молекул в тысячи раз. Среди наиболее длинных из них — природные молекулы ДНК, число звеньев в цепи которых может достигать 109—1010. Свойства полимеров обусловлены большой длиной, цепным строением и гибкостью составляющих их макромолекул.
На основе умных полимеров получают материалы, запрограммированные на определённый отклик на внешнее воздействие. Внешними стимулами, резко изменяющими свойства полимеров, могут быть температура, рН, влажность, электрические или магнитные поля, облучение и др. Чтобы вызвать существенные изменения свойств материала, обычно достаточно незначительных изменений в окружающей среде.
Примеры умных полимеров — стимул-чувствительные материалы для биомедицинской инженерии, электрохромные материалы для изготовления жидкокристаллических дисплеев, краска для автомобилей, «залечивающая» царапины. К числу умных материалов относятся и связующие почв, основу которых составляют поликомплексы с участием гидрогелей (сетчатых полимеров) и полимеров линейного строения. На поверхности почвы такой комплекс формирует защитную плёнку, препятствующую развитию водной и ветровой эрозии. При этом частицы гидрогеля можно использовать в качестве резервуара для биоактивных веществ, стимулирующих рост растений. Разработаны чувствительные полимерные сенсоры, сигнализирующие о присутствии вредных веществ изменением цвета. Примеры таких сенсоров — полимерные плёнки из материала, чувствительного к нитритам, под действием которых он меняет цвет, или же — полимер с порами, повторяющими форму молекул бензапирена, благодаря чему бензапирен легко проникает в полимерную матрицу, что сопровождается изменением цвета...
Продолжение статьи читайте в номере журнала
