Поли-N-винилпирролидон с боковыми аминокислотными группами. 
Синтез и применение в медико-биологических областях

Поли-1Ч-винилпирролидон нашел широкое применение в различных областях, в первую очередь в медицине, где он используется в качестве компонентов различных лекарственных систем, в частности, в качестве компонента кровезаменителей, носителя различных лекарственных веществ, компонента лекарственных форм, средства, способствующего криосохранности органов и тканей и т. д.

Это определяется комплексом специфических свойств этого полимера, в частности, растворимостью в воде и широком круге органических растворителей, способностью к комплексованию с веществами различного химического строения, высоким уровнем биосовместимости.

В то же время, возможности использования поли-1Ч-винилпирролидона могут быть значительно расширены после введения в него дополнительных функциональных группировок. Это с одной стороны может значительно расширить способность этого полимера к взаимодействию с различными лигандами, в том числе биологического происхождения, а с другой стороныпридать этим производным поли-11-винилпирролидона дополнительные особенности биологической активности.

Среди подходов к получению функциональных производных поли-N-винилпирролидона можно отметить возможность получения его сополимеров с различными сомономерами и возможность введения в полимер дополнительных функциональных групп за счет химических превращений исходного полимера. Второй путь привлекает внимание в первую очередь получением продуктов с оптимальным молекулярно-массовым распределением, поскольку в этом случае в качестве исходного реагента может быть использован поли-Ы-винилпирролидон медицинского назначения, имеющий допуск для инъекционного введения в организм.

В данной работе был усовершенствован метод получения поли-N-винилпирролидона, содержащего дополнительные боковые группы Р-аланина, которые придают полимеру дополнительные свойства, и определены новые возможные пути его использования для получения различных медицинских препаратов и биоаналитических систем, обладающих повышенной эффективностью.

Одна из основных проблем, которая возникает при создании диагностических тест-систем с использованием полимерных микросфер в качестве носителей биолиганда состоит в том, что, кроме целевого, то есть специфически связанного с биолигандом, на поверхность полимерных частиц сорбируются неспецифические к данному лиганду белки, что снижает чувствительность и специфичность биохимических анализов.

Из литературы известно, что уменьшить содержание неспецифических белков на поверхности полимерных микросфер можно путем адсорбции на их поверхность поливинилпирролидона. Поливинилпирролидон характеризуется невысокой поверхностной активностью, и при появлении в системе более сильных поверхностно-активных веществ, например поверхностно активных белков, десорбируетя с поверхности полимерных микросфер. Было высказано предположение о том, что более эффективно блокировать неспецифическую сорбцию белков плазмы крови будет модифицированный аминокислотами ПВП.

Актуальной проблемой является создание термоустойчивых и устойчивых к действию окислителей капсул для биологически активных добавок. Было предположено, что такие капсулы можно получить из полифункциональных высокомолекулярных соединений, способных образовывать интерполимерные комплексы в водных растворах, например, смеси желатин — альгинат — поливинилпирролидон, содержащий в боковой цепи (3-аланин.

Цель работы. Оптимизация процесса синтеза аминокислотного производного поли-Ы-винилпирролидона и его использование в качестве компонента кровезаменителей, диагностических тест-систем, и термоустойчивых гидрогелевых капсул.

Научная новизна.

• Оптимизован процесс синтеза поли-М-винилпирролидона, содержащего боковую группу (З-аланина, и определены условия получения полимера с высоким выходом;

• Показано, что использование производного поли-М-винилпирролидона с боковой группой р-аланина в составе кровезаменителей существенно повысило уровень их дезинтоксикационного действия;

• Показано, что применение поли-М-винилпирролидона с боковой группой Р-аланина в процессе создания диагностической тест-системы на плазминоген в крови, позволяет существенно понизить уровень неспецифической адсорбции белков плазмы крови, что повышает чувствительность и специфичность тест-системы;

• Сформулированы научные принципы формирования структур термоустойчивых капсул на основе термотропных (желатины) и ионотропных (производных полисахарида) гелей, позволяющих повысить (в 3−12 раз) устойчивость витамина Е при длительном хранении и к действию окислителей.

Практическая значимость.

Проведено сравнительное исследование в опытах на животных дезинтоксикационного действия стандартного кровезаменителя-дезинтоксикатора препарата Красгемодез и поли-М-винилпирролидона, содержащего боковую группу р-аланина, на фоне контрольного исследования в отсутствие дезинтоксикатора. Показано, что новый кровезаменитель — высокоэффективное дезинтоксикационное средство, что и определяет несомненное преимущество этого препарата, и он может быть рекомендован для использования в медицинской практике.

Создана тест-система для определения плазминогена в крови с низким уровнем неспецифической адсорбции белков плазмы крови.

Предложена схема создания термоустойчивых капсул, содержащих витамин Е, обеспечивающая устойчивость биологически-активного компонента.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ВЫВОДЫ.

1. Определены условия модификации N-винилпирролидона (температура, растворитель, соотношение компонентов), позволяющие получить высокий выход конечного продукта и оптимизировать процесс синтеза аминокислотного производного поли-М-винилпирролидона.

2. Показано, что использование поли-М-винилпирролидона с боковой группой р-аланина в составе кровезаменителей обеспечивает повышение их дезинтоксикационного эффекта относительно известных препаратов.

3. Впервые получены тест-системы на плазминоген в плазме крови, представляющие собой функциональные полимерные микросферы с ковалентно иммобилизованным пол и-М-винилпирролидоном с боковой группой р-аланина, отличающиеся низким уровнем адсорбции неспецифических белков.

4. Обнаружено, что термоустойчивые капсулы на основе гидрогелей желатина, производных полисахарида и поли-М-винилпирролидона с боковой группой Р-аланина характеризуются длительным хранением витамина Е, иммобилизованного в их объем, и стойкостью к действию окислителей.