Новости химической науки > Полимерная смазка поможет избежать операции

Исследователи из США заявляют, что синтетический полимер может стать отличной смазкой для суставов у больных, страдающих артритом. Новый полимер не разрушается в теле так, как это делают другие, применяющиеся в настоящее время полимерные смазки подобного рода.

Марк Гринстафф (Mark Grinstaff) с коллегами из Университета Бостона разработал метод получения поли-7-оксанорборнен-2-карбоксилата с высоким значением молекулярной массы. В структуре полимера имеются карбоксилатные боковые группы, благодаря чему полимер структурно близок гиалуроновой кислоте – природному полисахариду, в значительных количествах содержащемуся в синовиальной жидкости, которая является природной смазкой для суставов.

Полимер близок по строению гиалуроновой кислоте – естественной природной полисахаридной смазке суставов. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 4930 (DOI: 10.1021/ja400695h)

Гринстафф поясняет, что несколько лет назад исследователи из его группы разработали несколько способов управлять реакцией метатезиса с раскрытием цикла, и именно эти способы были использованы ими для получения нового полимера, отличающегося высокой молекулярной массой – масса поли-7-оксанорборнен-2-карбоксилата была увеличена с обычных 100000-200000 Дальтон до 2,5 миллионов Да. Такое значительное изменение массы полимера приводит к изменению его реологических свойств – исследователи заметили, что при растворении в воде полимер становился скользким на ощупь.

Это наблюдение позволило предположить, что новый полимер может оказаться полезным в качестве искусственной смазки для людей, страдающих остеоартритом. В конечном итоге у исследователей появилась мысль, что можно разработать продукт, который с помощью инъекции можно ввести, например, в коленный сустав, чтобы понизить болевые ощущения и не прибегать к операции по замене коленного сустава.

Гринстафф поясняет, что высокая молекулярная масса позволит полимеру дольше оставаться в суставе, замедляя процесс его диффузии через хрящевую ткань. То, что новый полимер-смазка не является производным углевода также означает, что он не будет разрушаться под воздействием ферментов, находящихся в синовиальной жидкости. Это обстоятельство также поможет смазке дольше оставаться в суставе и работать в качестве смазки по сравнению с существующими материалами, представляющими собой продукты сшивки гиалуроновой кислоты.

Филиппа Канн (Philippa Cann) из Имперского Колледжа Лондона отмечает, что подход, который использовали исследователи из Бостона, весьма интересен, однако высказывает опасение о том, что столь далеко идущие выводы и потенциальном применении нового материала основаны на простой реологии материала. Она подчеркивает, что новые полимеры должны быть испытаны в условиях, более соответствующих физиологическим.

И, несмотря на то, что исследователи из группы Гринстаффа уже провели ряд экспериментов с новым полимером на суставах человека (препаратах из патанатомического театра), Канн подчеркивает, что есть существенная разница между такими тестами и введением полимера в сустав живого человека, заполненный синовиальной жидкостью.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 4930 (DOI: 10.1021/ja400695h)

метки статьи: #медицинская химия, #химия поверхности, #химия полимеров