Кіріспе
Полилакты қышқылы мен полигликоль қышқылының (PLGA, PLG немесе поли(лактык ко-гликольдық қышқыл)) (CAS: ) әр түрлі пропорциядағы сополимері – биологиялық ыдырау және биоүйлесімділігінің арқасында Азық-дәрі басқармасы (FDA) мақұлдаған көптеген емдік құрылғыларда қолданылатын сополимер. PLGA гликоль қышқылы мен сүт қышқылының циклдік димерлерінің (1,4-диоксан-2,5-дион) сақина ашу арқылы кополимерленуі жолымен синтезделеді. Полимерлер кездейсоқ немесе блок сополимерлер түрінде синтезделуі мүмкін, бұл полимерлік қасиеттерді қосымша өзгертуге мүмкіндік береді. Бұл полимерді дайындауда қатысты катализаторларға қалайы(II) 2-этилгексаноаты, қалайы(II) алкоксидтері немесе алюминий изопропоксиді жатады. Полимерлену кезінде гликоль немесе сүт қышқылының тізбектелген мономерлік бірліктері PLGA-да эстерлік байланыстар арқылы біріктіріледі, нәтижесінде сызықтық алифалық полиэстер түзіледі.
PLGA, PLG, or poly(lactic co glycolic acid) (CAS: ) is a copolymer which is used in a host of Food and Drug Administration (FDA) approved therapeutic devices, owing to its biodegradability and biocompatibility. PLGA is synthesized by means of ring opening co polymerization of two different monomers, the cyclic dimers (1,4 dioxane 2,5 diones) of glycolic acid and lactic acid. Polymers can be synthesized as either random or block copolymers thereby imparting additional polymer properties. Common catalysts used in the preparation of this polymer include tin(II) 2 ethylhexanoate, tin(II) alkoxides, or aluminum isopropoxide. During polymerization, successive monomeric units (of glycolic or lactic acid) are linked together in PLGA by ester linkages, thus yielding a linear, aliphatic polyester as a product.
Кополимер
Полимерлендіру үшін пайдаланылған лактид пен гликолидтің арақатынасына байланысты PLGA-ның әртүрлі түрлерін алуға болады: олар әдетте пайдаланылған мономерлердің молярлық арақатынасына сәйкес анықталады (мысалы, PLGA 75:25 – құрамында 75% сүт қышқылы және 25% гликоль қышқылы бар сополимерді білдіреді). PLGA-ның кристалликтігі блок құрылымы мен молярлық қатынасына байланысты толық аморфтыдан толық кристалдыға дейін өзгереді. PLGA әдетте 40–60 °C аралығында шыны тәрізді температураны көрсетеді. PLGA құрамына байланысты, оны көптеген еріткіштерде ерітуге болады. Жоғары лактидті полимерлерді хлорленген еріткіштерде ерітуге болады, ал жоғары гликолидті материалдарға HFIP сияқты фторленген еріткіштер қажет. PLGA судың қатысуымен оның эфир байланыстарының гидролизі арқылы ыдырайды. PLGA-ның ыдырау уақыты өндірісте қолданылған мономерлердің арақатынасына байланысты екені көрсетілді: гликолид бірліктерінің үлесі жоғары болған сайын, сүт қышқылынан тұратын материалдарға қарағанда ыдырау уақыты қысқарады. Бұл ереженің ерекшелігі – 50:50 мономерлік арақатынасы бар сополимер, ол ең жылдам ыдырайды (шамамен екі ай). Сонымен қатар, карбоксил қышқылынан емес, эфирлермен жабылатын полимерлер ұзаққырақ ыдырау кезеңін көрсетеді. Бұл ыдыраудың икемділігі PLGA-ны трансплантаттар, тігістер, имплантаттар, протездер, хирургиялық пленкалар, микро және нанобөлшектер сияқты көптеген медициналық құрылғыларды жасауға ыңғайлы етеді. PLGA денеде гидролизден өтіп, бастапқы мономерлерді – сүт қышқылы мен гликоль қышқылын шығарады. Бұл екі мономер қалыпты физиологиялық жағдайларда организмдегі әртүрлі метаболизм жолдарының қосалқы өнімдері болып табылады. Сүт қышқылы трикарбон қышқылы циклінде метаболизмделіп, көмірқышқыл газы мен су түрінде шығарылады. Гликоль қышқылы да осылай метаболизмделіп, бүйрек арқылы шығарылады. Дене сонымен қатар екі мономерді де метаболизмдей алады, гликоль қышқылының жағдайында аз мөлшерде улы оксаль қышқылын өндіреді, бірақ әдеттегі қолдануларда өндірілетін мөлшері өте аз және PLGA-ны биоматериал ретінде қолданумен байланысты жүйелік уыттылық минималды. Дегенмен, PLGA-ның қышқылдық ыдырауы жергілікті pH деңгейін автокатализдік ортаны құру үшін жеткілікті түрде төмендетеді. Микросфера ішіндегі pH деңгейі pH 1,5-ке дейін төмендеуі мүмкін екені көрсетілген.
Биологиялық үйлесімділік
Жалпы алғанда, PLGA жақсы биологиялық үйлесімділікке ие деп есептеледі. Оның жоғары биологиялық үйлесімділігі қанттардың ферментациясы арқылы сүт және гликоль қышқылына айналуымен байланысты, бұл оларды экологиялық таза және организмде аз реакциялық етеді. PLGA да уытты емес және реакцияға түспейтін өнімдерге ыдырайды, осылайша оны әртүрлі медициналық және фармацевтикалық қолданулар үшін өте пайдалы етеді. PLGA-ның биологиялық үйлесімділігі in vivo және in vitro сынақтарында тексерілген. Бұл полимердің биологиялық үйлесімділігі, әдетте, оның ыдырау өнімдеріне, сондай-ақ ыдырау жылдамдығына байланысты анықталады. PLGA естераз ферменті арқылы ыдырайды, ол сүт қышқылы мен гликоль қышқылын түзетіндігі белгілі. Бұл қышқылдар Кребс циклына түсіп, көмірқышқыл газы мен суға айналады. Бұл қосалқы өнімдер клеткалық тыныс алу және ас қорыту процестері арқылы организмнен шығарылады. Қосалқы өнімдер әдетте организмде жиналмайды, бірақ кейбір жағдайларда осы қосалқы өнімдердің (сүт және гликоль қышқылының) жоғары жергілікті концентрацияда жиналуы организм үшін қауіпті болуы мүмкін. Полимер ыдырағанда, полимердің кішкентай бөліктері де пайда болуы мүмкін, бұл макрофагтардың иммундық жауабын тудыруы мүмкін. Полимердің төмен концентрациясын қолдану арқылы осы жағымсыз әсерлерді азайтуға болады, сонда ол организмде табиғи түрде таралады. PLGA биологиялық үйлесімділігін қарастыратын тағы бір маңызды фактор – полимердің организмге имплантацияланатын немесе орналастырылатын жері. Полимердің орналасуына байланысты организмде әртүрлі иммундық жауаптар пайда болуы мүмкін. Мысалы, дәрі-дәрмек жеткізу жүйелерінде (DDS) үлкен беті мен инъекцияның аз көлемі бар PLGA және PLA имплантаттары полимерлер организмде ыдырағанда иммундық жауаптың пайда болу ықтималдығын арттыруы мүмкін.
Биологиялық ыдырау
ПЛГА-ның биологиялық ыдырау қабілеті оны көптеген медициналық тәжірибелерде пайдалы етеді. PLGA көлемдік деградацияға ұшырайды, яғни су сияқты катализатор полимер матрицасының ішіне еніп, оны ыдыратады. 75:25 лактид пен гликолид арақатынасы бар PLGA микросфералар түрінде жасалуы мүмкін, олар көлемдік эрозия арқылы ыдырайды. Синтетикалық кедергілі мембрана тіс имплантаттарында, сондай-ақ тіндердің регенерациясын (GTR) және сүйек тіндерінің регенерациясын (GBE) қамтамасыз ету үшін қолданылады. Кейбір мембраналар биологиялық ыдырайтын, ал қалғандары жоқ, және әдетте хирургиялық асқынулармен байланысты. Жалпы алғанда, бұл мембраналар импланттың биологиялық үйлесімділігін, биологиялық қауіпсіздігін, кедергілік қызметін және механикалық қасиеттерін қамтамасыз ету үшін маңызды. Олар сондай-ақ, әдетте биоактивті болып табылады және имплантация орнының айналасындағы тіндердің жаңаруын ынталандырады. Лупрон Депо: Бұл простата қатерлі ісігін емдеуге көмектесетін дәрілік заттарды жеткізуге арналған құрылғы, сондай-ақ басқа да ұқсас қатерлі ісіктерді емдеу үшін де қолданылады. Ол леупрорелин немесе леупролид деп те аталады. PLGA бұл дәрідегі маңызды компонент болып табылады және дәріні 1 аптадан 6 айға дейін ағзаға жеткізу үшін микробөлшектер түрінде қолданылады. Бұл препарат көбінесе сәулелік терапияға балама ретінде қолданылады және организмдегі тестостерон деңгейін төмендету арқылы қатерлі ісіктің өсуін баяулатуға көмектесетіндіктен өте тиімді деп есептеледі. Бұл препараттың бұлшықеттердің әлсіреуі, қыздыру сезімі, шаршау, остеопороз, сүт бездерінің өсуі және тағы да басқа көптеген жанама әсерлері бар. Профилактикалық қолдану: Бұл инфекциялардың немесе басқа аурулардың алдын алуға бағытталған алдын алу медицинасы. PLGA-ны қолданатын профилактикалық қолданудың бір мысалы – ванкомицин антибиотигі, ол ми операциясынан кейін Staphylococcus aureus және басқа бактериялардан туындаған инфекциялардың алдын алу үшін инъекцияланады.