Полимеры в медицине

В современном здравоохранении полимерные материалы применяют везде: от гигиены и упаковки лекарств до имплантатов и медицинского оборудования. Актуальность использования полимеров растет из-за уникальных свойств этих соединений. Сырье для медицинских целей химически инертно, биосовместимо, гибко. Готовую пластиковую продукцию отличает безопасность, практичность и длительный срок службы. Кроме того, важным качеством является инертность материала при проведении стерилизации.

Ученые Сибур ПолиЛаб исследуют и внедряют в производство медицинские полимеры. В центрах ПолиЛаб реализован полный цикл разработки — от теоретических изысканий до тестирования полимеров.

В разных городах России открыто уже восемь научных центров ПолиЛаб. Направления исследований включают: гигиену, медицинские изделия, лекарственную упаковку, фармацевтику.

Разберем, как применяют полимеры в медицине, а также узнаем о перспективах этого направления.

Классификация

Полимеры группируют по разным признакам в зависимости от их происхождения и структуры. Оптимальный материал выбирают под конкретную клиническую задачу.

По происхождению

В медицине используются как природные, так и синтетические полимеры. К природным относятся такие материалы, как натуральный латекс, целлюлоза, хитин. Однако основную долю рынка занимают синтетические вещества. В отличие от природных материалов, которые могут иметь ограниченную прочность, изменчивость свойств в организме и риск иммунных реакций, синтетические полимеры обеспечивают более контролируемые и долговечные свойства.

По структуре

Базовые компоненты также различают по структуре:

• Линейные — состоят из простых, неразветвленных цепочек; обычно обладают хорошей перерабатываемостью и гибкостью.

• Разветвленные — цепи имеют боковые ответвления, что увеличивает прочность и механическую устойчивость материала.

• Сшитые (сетчатые) — молекулы образуют трехмерную сетку, поэтому такие полимеры инертны к химическим и температурным воздействиям, обладают высокой термостойкостью и механической стабильностью.

ПолиЛаб участвует в разработке следующих полимерных материалов:

• Полипропилен (ПП) — используют для производства шприцев, контейнеров, пробирок, медицинской мебели, а также для упаковки лекарственных средств;

• Полиэтилен (ПЭ) — применяют для изготовления пакетов для инфузионных растворов, ампул, флаконов;

• Поликарбонат (ПК) — востребован для лабораторного пластика, корпусов приборов, изделий, требующих высокой прочности и прозрачности;

• Полистирол (ПС), поливинилхлорид (ПВХ), АБС-пластик — используют для изготовления медицинских инструментов, лабораторной посуды, элементов медицинской мебели;

• Полиэтиленгликоль (ПЭГ), поливинилпирролидон (ПВП) — применяют в качестве вспомогательных веществ при изготовлении лекарственных средств.

Использование в медицине

Полимеры используют практически во всех областях медицины из-за таких ключевых свойств, как биосовместимость, механическая прочность и гибкость, химическая и термическая устойчивости. Рассмотрим прикладные области применения полимеров в медицине.

Гигиена

В сфере гигиены из полимеров производят медицинскую одежду, средства индивидуальной защиты, товары женской гигиены, подгузники для детей и взрослых.

Центр ПолиЛаб в Москве исследует и разрабатывает новые марки полипропилена и полиэтилена. Из них изготавливают продукцию, обладающую гипоаллергенностью, высокой мягкостью, воздухопроницаемостью.

Фармацевтическая упаковка

ПолиЛаб предлагает современные решения для фармацевтической упаковки, соответствующие международным стандартам качества и безопасности. В Москве и других кластерах создают материалы с улучшенными барьерными и механическими свойствами. Они продлевают срок годности лекарств и помогают сохранить исходные характеристики.

Среди разработок — PP MG012 D, предназначенный для производства стерилизуемых флаконов под инфузионные медицинские растворы. Ранее для этих целей применялся менее термостойкий полиэтилен, что ограничивало температурные режимы обработки.

Для мягкой упаковки инфузионных растворов и других парентеральных препаратов ПолиЛаб разработал трехслойную полимерную пленку. После завершения испытаний пленка заменит импортные аналоги на российском рынке.

Марки полиэтилена PE MG013 R и полипропилена PP MG012 D, PP MG033 D имеют сертификат соответствия Американской и Европейской фармакопеям, что позволяет использовать сырье Сибура не только в России, но и на рынках СНГ и стран Азии.

Медицинские изделия

В этой категории выделяют несколько направлений:

• Смотровые перчатки — из латекса, нитрила, поливинилхлорида;

• Шприцы и инфузионные системы — из полипропилена, полиэтилена и ПВХ;

• Лабораторный пластик — из полипропилена, полистирола и других полимеров, применяемых для вакуумных пробирок, чашек Петри и контейнеров;

• Медицинские инструменты — из полистирола, поликарбоната, АБС-пластика;

• Шовные материалы — из синтетических полимеров, таких как полиамиды, полигликолевые и поликапролактоновые сополимеры для хирургии;

• Медицинская мебель — из полимерных композитов, устойчивых к дезинфекции и механическим нагрузкам.

ПолиЛаб исследует и тестирует сырье для большинства перечисленных сегментов медицинской отрасли. Российское производство стремится закрыть потребности рынка и полностью заместить импортные аналоги.

Фармацевтика

В фармацевтике полимеры используют в качестве интермедиатов, растворителей, стерилизующих и вспомогательных веществ. ПолиЛаб разрабатывает марки продуктов для фармацевтической промышленности: полиэтиленгликоль, поливинилпирролидон и другие.

Перспективы применения полимерных материалов в медицине

Рынок медицинских полимеров активно развивается. Центры ПолиЛаб играют в этом процессе ключевую роль. Рассмотрим, каковы основные тенденции и перспективы развития отрасли. 

Импортозамещение и локализация производства

В связи с дефицитом критически важных материалов важно заместить импортную продукцию отечественными аналогами. ПолиЛаб разработал первую в России марку радиационно стойкого полипропилена PP MG038 C. Из него производят медицинские изделия, устойчивые к стерилизации бета- и гамма-излучением. Спрос на такой полипропилен в стране оценивается в тысячу тонн в год, и продукт уже проходит испытания у ключевых клиентов.

Помимо PP MG038 C, в России и странах СНГ проводят промышленные тесты поликарбоната PC MG554 B, разработанного учеными ПолиЛаб. Как показали исследования, новая марка ПК способна выдерживать радиационную стерилизацию без изменения цвета.

Кроме разработки продуктов в существующих центрах ПолиЛаб, Сибур в 2024 году начал строительство нового R&D-комплекса (от англ. Research and Development — «исследование и разработка») в Казани. Новый научный центр акцентирует работу на исследованиях суперконструкционных пластиков, в том числе для медицинской отрасли.

Заключение

Российская полимерная отрасль активно развивается. Центральное место в этом процессе занимает компания Сибур и сеть его исследовательских центров Сибур ПолиЛаб. Ученые создают современные, безопасные и доступные полимерные решения. Исследования и разработки ПолиЛаб укрепляют технологический суверенитет страны и повышают качество жизни пациентов.