13. Иммобилизация биообъектов. Носители, используемые для иммобилизации.

Идея заключения фермента или какого-нибудь другого биологически активного вещества в полупроницаемую оболочку и использование такой микрокапсулы в различных отраслях медицины была высказана канадским исследователем Т.М.С. Чангом в конце 50-десятых годов. Микрокапсулированный фермент имеет много преимуществ по сравнению ферментом, находящемся в растворе. Повышается стабильность и соответственно срок действия микрокапсулированного фермента. Поэтому весьма важно для успешного практического использования микрокапсул, чтобы оболочка мембраны была легкопроницаемой для низкомолекулярных субстратов и продуктов реакции, а также атромбогенной, биосовместимой и биодеградирующей.

Поиск материалов для формирования микрокапсул идет по двум паправлениям:

1. Испытание синтетических материалов, часть из которых является био-деградируемыми;

2. Испытание биодеградируемых природных материалов. Синтетические материалы: нитрат целлюлозы, нейлон. силастик, полиакриламидный гель и др.

Из природных биодеградируемых материалов используются попе-речно сшитые белки, гепариновые комплексы, нейтральные липиды, мембраны эритроцитов.

В настоящее время микрокапсулируют не только отдельные ферменты, но и также сложные комплексы как гемолизат эритроцитов, мышечный экстракт, уреаза, вакцины, гормоны, антитела, при чем можно это делать совместно с магнитным материалом.

Использование микрокапсулированных ферментов можно осуществлять по двум направлениям:

1. Введение интеркорпорально в кровяное русло,

2. Применение в экстракорпоральных шунтах, когда через определенный объем микрокапсул перегоняется кровь больного человека (аппарат "искусственная почка")

Один из механизмов возникновения мембраны на поверхности водных микрокапсул фермента заключается в реакции межфазной поликонденсации двух соединений, одно из которых растворено в водной, а другое — в органической фазе. Примером может служить образование на поверхности раздела фаз микрокапсулы, получаемой путем поликонденсации гексаметилендиамина-1,6 (водная фаза) и галогенангидрида себациновой кислоты (органическая фаза):

Размер получаемых капсул составляет десятки или сотни микрометров, а толщина мембраны — сотые доли микрометра.

Достоинства метода микрокапсулирования — простота, универсальность, возможность многократного использования нативного фермента (фермент может быть отделен от непрореагировавшего субстрата и продуктов реакции процедурой простого фильтрования). Особенно существенно, что методом микрокапсулирования могут быть иммобилизованы не только индивидуальные ферменты, но и мультиэнзимные комплексы, целые клетки и отдельные фрагменты клеток. К недостаткам метода следует отнести невозможность инкапсулированных ферментов осуществлять превращения высокомолекулярных субстратов.

Методы двойного эмульгирования. Применим для капсулирования жидких веществ.

Обычно этот способ технологически осуществляется следующим образом. Нагретую эмульсию масляного раствора лекарственного вещества, стабилизированную желатином (эмульсия типа М/В), дисперги-руют в охлажденном жидком парафине с помощью мешалки. В результате охлаждения мельчайшие капельки покрываются быстро застудневающей желатиновой оболочкой. Застывшие шарики отделяют от жидкого парафина, промывают органическим растворителем и сушат. Размер микрокапсул, получаемых таким способом, обычно колеблется в пределах 100—150 мкм.