Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia


A szilikátok orvosi alkalmazása

Napjainkban közel 100 különféle kémiai összetételű anyagot használnak fel az orvosi és a fogorvosi gyakorlatban implantációs célokra. A szilikátalapú implantációs anyagok zöme négy típusba sorolható. (1) Toxikus: a környező szövetek elhalnak; (2) bomlékony: nem toxikus és „feloldódik”, a szövet később helyettesíti; (3) közömbös: nem toxikus, biológiailag inaktív; (4) bioaktív: a nem toxikus implantációs anyag a szövetekkel erős kapcsolatot (kémiai kötést) alakít ki.
A bioaktív szilikátok összetételüket tekintve olyan speciális „üvegek”, amelyek SiO2, Na2O, CaO és P2O2 alkotórészekből állíthatók elő. Megállapították, hogy a négy komponens megfelelő tömegaránya esetén olyan szilikátok keletkeznek, amelyek kötődnek az élő csonthoz is.
 
A bioaktív szilikátok kötődése a szövetekhez az alábbi lépésekkel írható le: (1) Na+ vagy K+ kicserélése hidrogénionokra; (2) vízoldékony szilikátok képződése a felszínen; (3) Ca2+ és diffúziója a szilikát belsejéből a felszínre:; (4) kalcium-foszfát-réteg kialakulása; (5) ez alatt vízoldékony szilikátréteg képződése, a folyamat sebességét a diffúzió kontrollálta Na+/H+-csere szabályozza; (6) kalcium-foszfát átkristályosodása és a befogadó szövetből anionok (karbonát, fluorid, hidroxid) beépülése; (7) fluor-apatit-réteg kialakulása, majd kémiai kötések létrejötte a fluor-apatit-kristályok és a kollagénrostok között.
Az 1–4 lépések a beültetést követő néhány perc alatt lejátszódnak, az apatit in situ kialakulásának (mineralizációjának) felelnek meg. A további lépések 7–10 nap alattjátszódnak le, nagymértékbenfüggnek a környező szövet minőségétől. Kimutatták, hogy a foszfát kihagyható a bioaktív szilikátból, de ilyenkor csak lassan alakulhat ki a kalcium-foszfát-réteg, ezért az apatit mineralizációja is lassú.
 
A bioaktív szilikátok elsősorban kemény szövetek pótlására alkalmasak és a fogászati gyakorlatban terjednek. Mechanikai szilárdságukat azzal fokozzák, hogy fém- (rozsdamentes acél, titán, alumínium) vagy kerámiavázat vonnak be bioaktív szilikáttal. Alkalmazásukkor a gyökérbeültetésnél (egyedi fogpótlásnál vagy hidaknál) kémiai kötés alakul ki a környező szövettel. A bioaktív szilikátok pora jól keverhető szerves polimerekkel, fémszálakkal, és ezáltal felhasználhatók a baleseti és a plasztikai sebészetben is.
A szilíciumorganikus vegyületek mint implantátumok kétévtizede jelentek meg az orvosi gyakorlatban, és felhasználásuk óriási mértékben növekszik. Kiterjedten alkamazzák őket a traumatológiai ellátást követő maradandó elváltozások pótlására. Csontok és ízületek pótlása mellett lehetőség van rugalmas szilikonok felhasználásával a lágy részek pótlására is. Masztektómia és mellkorrekciós műtétek során a gélszerű szilikonimplantátumot pl. fóliatasakban helyezik el és építik be a mellbőr alá. Fóliatasak helyett poliuretánhab külső köpenyt is elterjedten alkalmaznak. Legújabban felismert káros mellékhatás, hogy a poliuretán a szervezetben karcinogén 2-toluol-diaminná alakul át, amely - állatkísérletek adatai alapján - májtumort okozhat. A szilikonimplantátumok legújabb változatában lineáris, kis molekulatömegű dimetil-sziloxán polimer alkotja a gélszerű belső részt, míg a külső felület a rugalmas szilikongumi térhálós változatából készül. Mindkét szilkonféleség ellen mutattak ki autoantitesteket a beültetésen átesett betegeken, ezért feltételezik, hogy a szervezetbe került szilíciumorganikus polimerek autoimmun betegségek kialakításában is szerepet játszhatnak. Szilikonolajat használnak a szemészetben az üvegtest anyagának részleges, átmeneti pótlására, amivel a retinaleválás megakadályozható.
A funkciós csoportokat tartalmazó szilíciumorganikus vegyületek és ezek gyűrűs származékai (ún. sziloxánok) gyógyszerkémiai felhasználása is megkezdődött. A Si-tartalmú gyógyszerek bevezetésére csak néhány országban folynak kísérletek. A szilikofarmakonok előállításának egyik lehetősége, ha egy gyógyszerként már alkalmazott szénvegyület molekulájának egy vagy több szénatomját szilíciumatommal helyettesítjük. Biológiai aktivitásuk nagymértékben hasonlít az eredeti, széntartalmú vegyületekéhez, a hatás erőssége és időtartama azonban módosul. A szilícium eltérő tulajdonságai megváltoztatják a molekula fizikai-kémiai sajátságait is, így általában jobb lesz a molekula zsíroldhatósága, könnyebben szívódik fel a gyógyszer a szervezetben. A szilíciumorganikus gyógyszerek a szervezetben enzimatikus hatásra, a kevésbé sztereospecifikus enzimek révén átalakulnak, fokozva a toxikológiai veszélyt. Számos olyan szilíciumvegyület is ismeretes, amelyeknek nincs megfelelője a szénvegyületek körében. Közülük jó néhány biológiailag hatékony. Ezek általában ötös vagy hatos koordinációjú szilíciumatomot, különleges gyűrűket stb. tartalmaznak.
 

Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave