Матеріали для медицини

МАТЕРІА́ЛИ ДЛЯ МЕДИЦИ́НИ (ММ) — матеріали для виготовле­н­ня виробів, що контактують з живими біо­логічними середо­вищами. Ними можуть бути метали та сплави, кераміка, пластмаси, вуглец. композиції, цементи та ін. Умовно їх поділяють на матеріали осн. та допоміж. за­стосува­н­ня. До першої групи належать матеріали, що використовують в організмі в без­посеред. контакті з біол. середовищами на молекуляр., клітин. і тканин. рівнях (тканини, кров, лімфа, кістки тощо), до допоміжних — матеріали однораз. за­стосува­н­ня, зокрема й для одягу (інфекц., патолого-анатом. та ін. від­діл.), а також для виготовле­н­ня протезів, які можна знімати, метал. і скляного посуду, інструментів. Для ММ осн. при­значе­н­ня важливо ви­значити граничні терміни їхнього роз­міще­н­ня в організмі залежно від функціонал. при­значе­н­ня та технології лікува­н­ня — кілька діб, місяць, рік, без­строково. У практ. медицині їх класифікують за макс. часом викори­ста­н­ня з метою зменше­н­ня можливої шкідливої небажаної взаємодії живого з неживим, алергії, що виникає в організмі, роз­витку запал. процесів, явищ металозу та гальванозу, піроген. і канцероген. впливів, біо­де­струкції тканин з подальшим їхнім некрозом. Оцінюва­н­ня можливості за­стосува­н­ня ММ і виробів з них у лікув. практиці здійснює мед. матеріало­знавство. Впроваджувати ті чи ін. ММ у технології лікува­н­ня до­зволяють лише після всебіч. лаборатор., доклін. і клін. досліджень. Здійснюють обовʼязкову сертифікацію матеріалу, виробів мед. при­значе­н­ня та лікув. технологій, у яких їх використовують, з аналізом потенцій. негатив. ризиків. Один із гол. норматив. документів під час роз­робле­н­ня ММ — пере­лік мед.-тех. вимог. Окрім заздалегідь встановленого рівня фіз.-тех. властивостей, він містить необхід. пере­лік особливих характеристик, яким має від­повід­ати ММ (напр., апіроген­ність, від­сутність потенцій. небезпеки мутаген. або канцероген. впливу на організм). Роз­роблено специф. вимоги під час створе­н­ня ММ адрес. при­значе­н­ня, зокрема й щодо необхідності обовʼяз­­кового погодже­н­ня величини коефіцієнта тепл. роз­шире­н­ня металу та кераміки для виготовле­н­ня металокерам. протезів у ортопедич. стоматології. Природна реакція живого організму направлена, за­звичай, на від­торгне­н­ня чужорід. тіла, тому фундам. характеристика у всіх пере­ліках мед.-тех. вимог — біо­сумісність. Під час транс­плантації (див. також Імплантація), повʼя­­заної з пере­садже­н­ням тканин. суб­станцій, органів людини або тварин, враховують біо­хім., імунобіол. і тканин. сумісність, а найголовніше — ідентичність антигенів, які є складовими білків. Якщо антигени різняться, то організм буде виробляти транс­мутац. імунітет, коли лімфоцити продукують транс­мутац. антитіла, реагуючи на появу в крові реципієнта білків транс­плантата. Тобто приживле­н­ня під час викори­ста­н­ня імплантатів ви­значається імунобіол. сумісністю тканин донора та реципієнта, схожістю або від­мін­ністю їхніх білк. складових. До ММ, які від­носно не­шкідливі під час добового пере­бува­н­ня в організмі, належать хірург. і стоматол. інструменти. До 1 місяця обмежу­ють пере­бува­н­ня в організмі шинувал. матеріалів у стоматології, дренаж. післяоперац. систем, катетерів, шовних матеріалів, контейнерів для зберіга­н­ня транс­­плантатів і крові тощо. Осн. номенклатура виробів, роз­рахованих на річне знаходже­н­ня в організмі, повʼязана з травмато­­ло­­гією, ортопедією, заміщуючою та від­новлювал. хірургією кісток, су­глобів, артерій і шкіри. Нині знач. роз­витку набули технології лікува­н­ня з викори­ста­н­ням імплантатів із неорганіч. матеріалів, роз­рахованих на функціонува­н­ня в організмі на весь термін його жит­тєдіяльності. Матеріали з необмеженими термінами функціонува­н­ня повин­ні якнайменше негативно впливати на живий організм. На практиці існує необхідність оцінюва­н­ня кінетики накопиче­н­ня різноманіт. елементів екзоген. походже­н­ня та їхньої резорбції при тривалому пере­буван­ні в організмі. Створе­н­ня та пошире­н­ня ММ жорстко регламентовані законами біо­етики та морал. критеріями, які зафіксовані в «Конвенції з захисту прав і гідності людини щодо за­стосува­н­ня у біо­логії та медицині». Впровадже­н­ня ММ у мед. галузь і лікар. практику має від­буватися від­повід­но до оцінюва­н­ня важливості цілей викори­ста­н­ня, потенціалу реал. і без­посеред. користі для здоровʼя з мультидисциплінар. під­ходом до етич. прийнятності й аналізом потенцій. ризиків. Потрібно враховувати різноманітні фактори, які ґрунтуються на зна­н­нях фізики, хімії, фіз. матеріало­знавства, біо­логії та суміжних з ними галузей науки. Під час роз­міще­н­ня в організмі неорганіч. речовин ви­значал. роль для їхнього приживле­н­ня ві­ді­грає толерантність імунобіо­логічна живого до неживого, коли організм втрачає властивість виробляти антитіла на введе­н­ня сторон. тіла. У такому випадку зникає необхідність реалізовувати фактор імунобіол. аре­активності до антигенів реципієнта, як у випадку пере­саджува­н­ня живої матерії. Стійкого приживле­н­ня тут досягають унаслідок подола­н­ня негатив. впливу суто фіз.-хім. явищ, які повʼязані з можливою взаємодією живих тканин з неорганіч. речовинами (напр., денатурація білків, металоз, гальваноз). Під час більш ґрунтов. ви­вче­н­ня про­блеми викори­ста­н­ня неорганіч. матеріалів і оцінюва­н­ня толерантності до них тканин. суб­станцій реципієнта це явище роз­глядають із врахува­н­ням особливостей електрон. структури поверх­ні контакту неживої та живої матерії. Напр., для внутрішньосудин. кон­струкцій (стенти, кава-фільтри) однією з ви­значал. властивостей матеріалу має бути здатність до проти­стоя­н­ня обро­стан­ню білк. тканинами, яке призводить до рестенозів із притаман­ними їм негатив. наслідками. Існує багато імплантатів, для яких схильність до приживле­н­ня унаслідок обро­ста­н­ня живою тканиною, навпаки, є осн. і ви­значал. вимогою (напр., уживлювані зубні метал. або керам. протези, кон­струкц. елементи в остеосинтезі). Таким чином, поня­т­тя біо­сумісності та таких її похідних, як біо­активність або біо­нейтральність, доречних під час транс­­плантації тканин і живих імплан­татів, має ін. наповне­н­ня, коли йдеться про викори­ста­н­ня у лікувал. технологіях мед. матеріалів неорганіч. походже­н­ня. Тут коректніше вказувати на існува­н­ня різного ступеня толерантності тканин організму до імплантатів з матеріалів неживої матерії — металів, кераміки, вуглец. композицій і високомолекуляр. зʼ­єд­нань. Толерантність організму, як і біо­сумісність, не має кількіс. критеріїв. Реакція живого організму може змінюватися у широких межах — від від­торгне­н­ня до блокува­н­ня організму від сторон. матеріалу унаслідок утворе­н­ня плівки фібрину або ін. білк. фракцій. Остан­нє часто спо­стерігається під час роз­витку явищ рестенозу в практиці лікува­н­ня судин. порушень з викори­ста­н­ням метал. внутрішньосудин. імплантатів. Однією з обовʼязк. вимог до ММ є стійкість під час стерилізації, яка необхідна для знище­н­ня мікроорганізмів та їхніх спор на поверх­ні. Після неї у ММ мають залишатися не­змін­ними хім. і структур. стани поверх­ні під час хімічного та структура в обʼємі під час фіз. (т-ра, струми високої частоти, поверх­неве ультрафіолет. опроміне­н­ня, проникне ви­промінюва­н­ня, ультра­звук., плазм. та ін. обробле­н­ня) впливах. За допомогою іонізуючого ви­промінюва­н­ня стерилізують вироби мед. при­значе­н­ня склад. форми. Активно за­стосовують гамма-ви­промінюва­н­ня радіо­актив. церію (137Се) та кобальту (60Со). Значного ступеня стерилізації також досягають електронами високої енергії, які отримують на пришвидшувачах. Під час за­стосува­н­ня проникаючої радіації однією з умов без­пеки стерилізації є запобіга­н­ня виникне­н­ня штуч. радіо­активності. З цієї причини у складі ММ не повин­но бути легко­активовуваних елементів.

Завантажити статтю