Леонид Глущенко, MD, PhD, MBAТа же реакция, только раньше
Все материалы в каталоге — алифатические полиэфиры, которые в организме разрушаются за счёт гидролиза. Это не побочное свойство, а способ, которым материал работает: срок деградации от одного месяца до пяти лет заложен в саму химию полимера.
Но та же реакция начинается при контакте с влагой воздуха — задолго до того, как изделие попадёт в организм. Если вода успела попасть в гранулят на складе или в процессе переработки, гидролиз идёт уже там, где он не нужен. Материал, рассчитанный на работу в теле, начинает разрушаться в пакете.
Что именно портится
Молекулярная масса задаёт механическую прочность и срок деградации: от низкомолекулярных марок для лекарственных форм до высокомолекулярных для имплантатов с длительным сроком деградации. Гидролиз укорачивает цепь, а значит сдвигает оба параметра сразу — материал может не дотянуть до расчетного срока ни по прочности, ни по кинетике рассасывания.
Для лекарственных форм добавляется ещё одно следствие. Вид концевой группы влияет на скорость гидролиза и на кинетику высвобождения активного вещества, а значит неконтролируемое увлажнение меняет не только механику, но и профиль высвобождения — параметр, ради которого PLGA и выбирают.
Где на производстве перекрывают влагу
Работа с влажностью — не одна операция, а сквозное требование технологической цепочки.
| Этап | Что делается |
|---|---|
| Полимеризация | биоразлагаемый полимер с оптимальным набором характеристик выбирается из каталога или синтезируется на заказ |
| Компаундирование | полимеры смешиваются с добавками для улучшения свойств и обеспечения рентгеноконтрастности |
| Изготовление изделия | литьё под давлением, экструзия, лиофильная сушка, 3D-печать и другие методы переработки |
| Модификация и обработка | нанесение специальных покрытий для улучшения поверхностных свойств и гидрофильности |
| Упаковка и маркировка | маркировка от сырья до готовой продукции, тщательная сушка и многослойная упаковка |
| Стерилизация | этиленоксид (включая низкотемпературные циклы), гамма- или бета-облучение, поддержка валидации |
Непосредственно на сохранность работают два пункта: лиофильная сушка как метод переработки и этап «Упаковка и маркировка», на котором выполняются тщательная сушка и многослойная упаковка. Маркировка ведётся от сырья до готовой продукции, поэтому партия прослеживается на всех переходах — от синтеза до отгрузки.
Сушка в двух разных смыслах
Эти операции путают, а они решают разные задачи.
Лиофильная сушка — способ получить изделие нужной формы, один из методов переработки наряду с литьём под давлением и экструзией.
Сушка перед упаковкой — операция сохранности: из материала убирают влагу, которую он успел набрать, и только потом герметизируют. Задача многослойной упаковки — не пустить воду обратно на всём пути до клиента: материал должен доехать с теми характеристиками, с которыми он сошёл с производства.
Стерилизация и температурный режим
Для стерилизации применяются этиленоксид, включая низкотемпературные циклы, а также гамма- или бета-облучение; мы поддерживаем валидацию процесса. Низкотемпературные режимы здесь не случайны: температура плавления у материалов каталога различается на порядок — от 60–65 °C у PCL и 120–180 °C у PLCL до 180–230 °C у PGA и PGLA. Способ стерилизации подбирают под марку, а не наоборот, и согласовывать его нужно до выбора материала.
Что стоит согласовать заранее
- Способ стерилизации — до выбора марки: для материалов с низкой температурой плавления подходят не все режимы.
- Режим сушки перед переработкой — под конкретную марку и форму выпуска: экструзия и литьё под давлением работают с сухим материалом.
- Условия хранения и транспортировки — многослойная упаковка рассчитана на путь до клиента, но режим склада и порядок вскрытия остаются на стороне заказчика.
- Требования к прослеживаемости — маркировка ведётся от сырья до готовой продукции, формат сопроводительных данных согласуется заранее.
- Покрытия и модификацию поверхности — если изделию нужна заданная гидрофильность, это отдельный этап, и он влияет на весь последующий режим обращения.
Итог
Влажность — единственный фактор, который начинает действовать на биодеградируемый полиэфир сразу и непрерывно, ещё до того как изделие попало к врачу. Поэтому сушка и многослойная упаковка — не формальность отгрузки, а часть гарантии того, что срок деградации, указанный в каталоге, совпадёт со сроком деградации в изделии.
Полное описание технологической цепочки — на странице «Технология производства». О том, как состав и молекулярная масса задают срок рассасывания, — в статье «Срок деградации: от 1 месяца до 5 лет».