Водорозчинні полімери.

У нашій уяві полімери асоціюються з пластиковим посудом, шпалерами, що миються і плащами-дощовиками, тобто ми сприймаємо їх як речовини, досить стійкі до води. І раптом - полімери, які розчиняються у воді? Але ж ви з ними давно знайомі, просто не звертали уваги. Ну, що ж, спробуємо розповісти дещо цікаве про них.


Як стати розчинним?

У нашій уяві полімери асоціюються з пластиковим посудом, шпалерами, що миються і плащами-дощовиками, тобто ми сприймаємо їх як речовини, досить стійкі до води. І раптом - полімери, які розчиняються у воді? Але ж ви з ними давно знайомі, просто не звертали уваги. Ну, що ж, спробуємо розповісти дещо цікаве про них.

Для полімерів існує значно менше розчинників, ніж для речовин, з яких їх синтезують. Вода серед них чи не найгірший. Лічені полімери розчиняються в ній. Можна запитати, а чи не все одно, в чому розчиняти полімери? Ну, по-перше, ясно, що вода найдешевший розчинник. По-друге, з усіх розчинників - це самий безпечний, нетоксичний. Крім того, полімер зручно перевозити в сухому вигляді, а воду видобувати на місці.

Природні водорозчинні полімери знайомі нам з дитинства: хто з нас не жував вишневий клей, не їв мармелад, або не пив кисіль? Найвідоміший з них - крохмаль. Ще з ІІ століття до нашої ери дійшли до нас відомості про те, як отримувати його з пшениці. Щоб розчинити крохмаль, його треба «заварити» в гарячій воді. Якщо крохмаль змочити холодною водою і обережно нагріти, утворюється відомий продукт його переробки - декстрин, який можна розчиняти і в холодній воді. Якщо ж обробити крохмаль соляною кислотою, відокремити від розчину і висушити, утворюється ще один клей, який називається квелін. Він теж розчинний в холодній воді.

З природних водорозчинних полімерів вельми популярні желатину, її виварюють з кісток тварин, агар-агар та солі альгінової кислоти, їх виділяють з морських водоростей.

Але природні полімери дорогі і дефіцитні, до того ж, вони не завжди володіють потрібними властивостями. Як правило, можна підібрати, чи навіть спеціально синтезувати полімер, що має для конкретного застосування більш відповідні властивості.

Полімери, молекули яких здатні набувати у розчинах електричний заряд, називаються поліелектролітами. Ними можуть бути не тільки штучно створені молекули, але і найважливіші природні біополімери - білки. Плазма крові - це складний розчин поліелектролітів. Так що, не треба далеко шукати водорозчинні полімери, вони в нас самих.

Сукня голого короля

З водорозчинних полімерів цілком можна виготовляти нитки і тканини . Але, здавалося б, кому потрібна одяг, зникаюча під час дощу, або купальник одноразової дії? Між тим, нитки, що розчиняються у воді, потрібні. І найбільше, напевно, хірургам. Для зшивання ран та перев'язування кровоносних судин вони застосовують "нитки" із шовку, волосся, кетгуту (тонких смужок з телячих або овечих кишок). Шовк і волосся не розсмоктуються, тому шви після загоєння ран доводиться знімати.


Кетгут самостійно розсмоктується в організмі, але часто ще до повного загоєння ран. Нитки, виготовлені з полімерів, наприклад, з полігликолевою кислоти не мають цих недоліків, вони розчиняються тільки після повного рубцювання, і повністю виводяться з організму. Для таких ниток характерні чіткі терміни розсмоктування, відсутність реакції тканин організму, міцність і інші позитивні властивості. Тому в даний час близько 80% шовних матеріалів - розсмоктуються полімерні нитки.

Повільно розчиняються тканини і волокна можна застосувати як ефективного перев'язувального матеріалу, якщо хімічно з'єднати полімер, наприклад, полівініловий спирт, з молекулами бактерицидних речовин. Одяг лікарів, серветки і простирадла, зроблені з таких тканин, повністю знезаражуються при змочуванні водою.

Полімери тривалої дії

Нові лікарські препарати на основі водорозчинних полімерів все частіше застосовують у медицині. Основна їхня перевага - пролонговану дію, тобто ліки потрапляє в організм не відразу, а поступово, протягом певного проміжку часу. Це дає можливість рідше їх вживати, знизити разову дозу. Ліки діють більш тривалий термін, і, буває, доставити їх до ураженого органу можна тільки за допомогою водорозчинних полімерів.

Яскравий приклад - лікувальні очні плівки. Вони, на відміну від крапель, які швидко псуються і легко вимиваються сльозами, забезпечують тривалу дію ліків на очі хворого. Основа таких плівок - ті ж водорозчинні полімери. Полімерна основа плівки розчиняється в слізної рідини, поступово звільняючи ліки, і забезпечує пролонговану дію протягом доби.

Полімерні оболонки в багатьох випадках дозволяють уникнути ін'єкцій. Їх доводиться робити в тому випадку, коли ліки руйнуються в кислотному середовищі шлунку. Якщо ж хворому дати "полімерну" пігулку, яка не піддається дії шлункового соку, зате охоче розчиняється в лужному середовищі кишечника, то ліки будуть доставлені за призначенням і без ін'єкцій.

Коли кров на нулі

Ну, а самі розчини полімерів, придатні вони на що-небудь? Безсумнівно! Наприклад, кров, ця дорогоцінна рідина, як її часом не вистачає! Але ж кров - це "жива" дисперсія кров'яних тілець у плазмі - водному розчині біополімерів. Чи не можна її замінити, хоча б тимчасово, іншими полімерами, здатними виконувати ті ж функції? Уявіть собі, можна. Ще в 1915 році в медичній практиці був використаний кровозамінник на основі желатини. Для заміни донорської крові в апаратах штучного кровообігу довгий час застосовували такі препарати, як желатіноль. Вже з назви видно, що отримують його з природного полімеру - желатини. З сорокових років і до цього дня, використовують кровозамінники на основі декстрану та багатьох інших водорозчинних полімерів. Ці препарати ще не цілком досконалі, але роботи по створенню повноцінних замінників крові тривають.