Что такое альгинат натрия CAS#9005-38-3 и каковы его функции?

Альгинат натрия, также называемый клеем из ламинарии или бурым альгином, представляет собой натуральный полисахаридный полимер с высокой молекулярной массой, получаемый из ламинарии и морских водорослей посредством серии процессов ионного обмена, включая переваривание, фильтрацию, отбеливание, кальцификацию, декальцинацию, нейтрализацию и трансформацию.

Этот природный полианионный полисахарид, полученный из бурых водорослей, образует высоковязкий раствор при растворении в воде и может быстро образовывать гель в мягких условиях. Он известен своей превосходной биосовместимостью и устойчивостью к деградации специфическими ферментами в организме человека, что делает его перспективным материалом в области тканевой инженерии.

Продукты прямого впрыскивания альгината натрия

1. Материалы для лечения сердечной недостаточности
В 2012 году в мире насчитывалось 290 миллионов пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, из которых 4,5 миллиона страдали сердечной недостаточностью. Многие сердечно-сосудистые заболевания в конечном итоге могут привести к сердечной недостаточности, пятилетняя выживаемость при которой сопоставима с таковой при раке. Альгинатные материалы для лечения сердечной недостаточности привлекают внимание как новое направление исследований на международном уровне. Два зарубежных препарата уже прошли клинические испытания, в то время как отечественные исследования и разработки пока находятся на ранней стадии.

2. Носители лекарственных средств и активных веществ
Благодаря своему превосходному профилю биобезопасности альгинат натрия играет ключевую роль в исследованиях лекарственных носителей и «умных» гидрогелей. Альгинат натрия и его производные могут быть использованы в качестве наноносителей для доставки различных лекарственных препаратов, включая малые молекулы, гены и белки. Исследования в этой области обширны и продолжают развиваться.

3. Материалы для косметической и пластической хирургии
Альгинат натрия обладает превосходной биосовместимостью и не разрушается специфическими ферментами в организме человека, что позволяет ему безопасно сохраняться в организме в течение длительного времени. Гель альгината кальция широко используется в операциях по увеличению груди и ягодиц, а также в других областях пластической хирургии.

Альгинатный эмболизирующий агент

Интервенционное лечение опухолей
Альгинат, как эмболизирующий материал, обладает явными преимуществами по сравнению с другими широко используемыми материалами, такими как желатиновая губка, частицы поливинилспирта (ПВС) и акриловые микросферы (ТАГМ). Он более стабилен, безопасен и прост в применении. Альгинатные микросферы используются в качестве эмболизирующих агентов в интервенционных процедурах с 2002 года. В настоящее время более 20 больниц третьего уровня в таких городах, как Гуанчжоу, Тяньцзинь, Шанхай и Яньтай, внедрили этот метод, успешно вылечив десятки тысяч пациентов, особенно с раком печени и гинекологическими опухолями, что демонстрирует его многообещающий потенциал.

Эмболический гемостаз
Альгинатные микросферы высокоэффективны в артериальном гемостазе, обеспечивая значительные результаты при различных сценариях кровотечений, включая:

Острое кровотечение вследствие травматических повреждений, таких как разрывы печени и селезенки, носовые кровотечения, разрывы и кровотечения матки, атония матки.

Кровотечения, связанные с опухолями, такие как разрыв печени, разрыв печеночной гемангиомы и кровотечение из варикозно расширенных вен пищевода, часто лечатся методами интервенционного гемостаза.

Эмболизация при недержании мочи
Недержание мочи часто встречается у женщин старшего возраста из-за расслабления уретрального сфинктера и снижения эластичности слизистой оболочки уретры с возрастом, затрагивая 40–50% женщин. Традиционное хирургическое вмешательство сопряжено с риском чрезмерной коррекции, что может нарушить мочеиспускание. Эмболизация альгинатными микросферами представляет собой более безопасное и гибкое решение проблемы недержания мочи, позволяя регулировать силу эмболизации в соответствии с индивидуальными потребностями пациента.

Альгинатный клеточный каркасный материал

Биоискусственный мембранный материал для микрокапсул печени
Хотя трансплантация печени in situ остаётся наиболее эффективным методом лечения острой печёночной недостаточности, нехватка донорских органов представляет собой серьёзную проблему. Биоискусственная система поддержки печени и трансплантация гепатоцитов для лечения острой печёночной недостаточности всё ещё находятся на ранних стадиях исследований, но демонстрируют большой потенциал. Микрокапсулы, в которых в качестве мембранного материала используется альгинат, инкапсулируют функциональные гепатоциты животного происхождения. Эта система поддерживает функцию печени посредством экстракорпорального кровообращения, помогая продлить жизнь пациента и предоставляя дополнительное время для проведения подходящей трансплантации печени.

Трансплантация клеток Иммуноизоляционный мембранный материал
Трансплантация микроинкапсулированных клеток сохраняет клеточную функцию, поддерживая активность клеток. Успех такой трансплантации во многом зависит от разработки эффективной иммуноизолирующей мембраны. Альгинат натрия играет важную роль в качестве материала для микроинкапсуляции. Например, трансплантация островков поджелудочной железы может быть использована для лечения диабета 1 типа, а трансплантация хромаффинных клеток надпочечников быка открывает потенциальные возможности лечения хронической боли и болезни Паркинсона. Микроинкапсулированные клетки мозга свиньи, разработанные в Новой Зеландии, проходят клинические испытания фазы IIb Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) для лечения болезни Паркинсона, а микроинкапсулированные островки поджелудочной железы свиньи из Японии также проходят испытания фазы II FDA для лечения диабета.

Материалы для 3D-печати в области тканевой инженерии
В инженерии костных и хрящевых тканей материалы-скаффолды должны иметь форму, способствующую росту новой ткани при введении зародышевых клеток. Стремительное развитие технологий 3D-печати позволило создавать скаффолды различных форм и конструкций. Альгинат натрия, наряду с такими материалами, как PLGA, PCL, PLLA, коллаген и фиброин шелка, продемонстрировал многообещающий потенциал в 3D-печати для тканевой инженерии. Однако примеси в альгинате натрия, такие как белки, полифенолы и эндотоксины, выделенные из морских бурых водорослей, создают проблемы с биосовместимостью и ограничивают клиническое применение. Эти примеси, как правило, образуют комплексы с полисахаридами посредством электростатических взаимодействий, что затрудняет эффективное удаление белков и эндотоксинов.