Включение ферментов в волокна

Фермент, включенный в волокно, может существоватъ в растворе, находясь непосредственно в окружении самого волокна (обычные волокна) или в ограниченной его части - полой области (полые волокна). Для получения волокон первого типа различные полимеры (целлюлоза, триацетат целлюлозы, нитроцеллюлоза, этилцеллюлоза, поливинилхлорид) растворяют в органическом растворителе, эмульгируют с раствором или суспензией фермента, затем продавливают между мелкое сито в коагулирующую жидкость. Образуюшиеся волокна представляют собой полимерные гели, которые содержат в своей структуре водный раствор фермента. Уровень активности фермента. включенного в волокна, ниже чем в нативном состоянии. С другой стороны, стабильность фермента. заключенного в волокно выше, чем фермента в растворе.

Волокна второго типа, так называемые полые волокна, изготовляются из природных или синтетических полимеров, и имеют внутреннюю полую область. Полая область заполняется ферментом, который удерживается за счёт физической иммобилизации или химической связи между активными группами фермента и группами, находящимися на внутренней поверхности волокна. Полые волокна большого размера называют трубками.

Каталитические свойства ферментов, включенных в волокна, используются в медицине в экстракорпоральных шунтах для детоксикации организма при различных патологических состояниях: в ферментных реакторах, для диагностических целей.

Включение в липосомы. Близким к инкапсулированию методом иммобилизации можно считать включение водных растворов ферментов в липосомы, представляющие собой сферические или ламеллярные системы двойных липидных бислоев. Впервые данный способ был применен для иммобилизации ферментов Дж. Вайсманом и Дж. Сессом в 1970 г. Для получения липосом из растворов липида (чаще всего лецитина) упаривают органический растворитель. Оставшуюся тонкую пленку липидов диспергируют в водном растворе, содержащем фермент. В процессе диспергирования происходит самосборка бислойных липидных структур липосомы, содержащих включенный раствор фермента.

Липосомы - искусственно полученные, замкнутые, сферические частипы, образованиые бимолекулярными липидными слоями, чаще всего фосфолипидами, в пространстве, между которыми содержится среда формирования. Благодаря особенностям структуры липосомы могут использоваться для доставки как гидрофильных (заключённые в водное пространство бислои), так и гидрофобных (заключённые в липидные бислои) лекарственных веществ.

Разработкой липосомальных форм Лекарственных препаратов занимаются в настоящее время более 10 западных фирм. Ведущими в этой области являются три американские фирмы:

"Le Liposome compani",

"Liposome Thechnology tne" ct

"Vestor"

Фосфолипиды, имеющие гидрофильные и гидрофобные группировки, образуют в водных растворах при высокой концентраиии замкнутые сферические бислойные структуры, внутрь которых могут быть заключены лекарственные вещества, что и легло в основу технологии липосом. Структура липосом напоминает клеточную мембрану. Поэтому липосомы являются физиологическим материалом, который организм легко может утилизировать, они легко проникают через различные физиологические барьеры и усиливают процесс адсорбции препарата в организме, заключённые внутрь липосом препараты не диффундируют , поэтому при введении таких препаратов не наблюдаются иммунные и другие системные реакции организма. Распадаются липосомы естественным путём, высвобождая заключённое в них лекарственное ве-щество. Они, таким образом, обеспечивают контролируемое высвобожде-ние лекарственного вещества и позволяют применять более высокие дози-ровки препаратов. Кроме того, липосомы имеют тенденцию накапливаться в определённых тканях (например, в печени, селезёнке, лёгких и пр.), что позволяетосуществлять целенаправленный транспорт лекарственных веществ к органам-мишеням,

В зависимости от способа получения размер липосом может быть от 1000 А° до 2 - 10 мкм. Для доставки лекарственных веществ обычно применяются липосомы размером от 25 нм до нескольких микрометров. Способ получения определяет и структуру везикул - они могут быть однослойными (моноламиллярными) или многослойными (мультиламиллярными).

Липосомы можно вводить как перорально, так и парентерально. При этом в большинстве случаев отмечено повышение терапевтического эффекта и пролонгированное действие лекарственных веществ, что обусловлено их задержкой в системе циркуляции и замедленным разрушением ферментами плазмы.

При этом фосфолипиды липосомальной мембраны используются организмом как компоненты клеточных мембран или вовлекаются в метаболизм. Наличие мембраны. сходной по составу и структуре с цитоплазматической облегчает проникновение в клетки посредством диффузии. слияния или пиноцитоза.

Заключение лекарственных вешеств в липосомы позволяет также снизить побочные действия токсичных препаратов.

Известно, что липосомы усиливают проникающую способность активных ингредиентов в кожу и, поэтому, перспективно их использование в дерматологии.

Включают в липосомы обычные, хорошо известные препараты, в частности противоопухолевые антибиотики, противогрибковые, а также вакцины и ферменты.

В качестве активных компонентов, включённых в липосомы, из-вестны и витамины А, Е, С, а также растительные экстракты - женьшеня, алоэ и др.

Получен липосомальный инсулин и установлен выраженный ги-погликемический эффект на белых беспородных крысах с индуцированным сахарным диабетом. Снижение уровня глюкозы в крови начиналось через 1 час после введения препарата, через 4 часа достигало максимального значения, действие продолжалось в течение 24 часов.

Учитывая сведения об избирательности захвата органами ретикулоэндотелиальной системы липосом, а также лимфоидномакрофильный характер туберкулёзных гранул, предложено использовать для химиотерапии туберкулёза липосомальные формы противотуберкулёзных препаратов - изониазида, стрептомицина.

Ферменты, иммобилизованные путем включения в структуру липосом, используют преимущественно в медицинских и научных целях, ибо значительная часть ферментов в клетке локализована в составе липидного матрикса биологических мембран, поэтому изучение липосом имеет большое значение для понимания закономерностей процессов жизнедеятельности в клетке.