Полиэтиленгликоль

Полиэтиленгликоли — вещества с крайне широким спектром применения

Полиэтиленгликоли (ПЭГ) — класс органических полимеров этиленгликоля со структурной формулой HO−CH2−(CH2−O−CH2)n−CH2−OH. К ним относится множество веществ, молекулярная масса которых отличается весьма значительно.

Кроме названия «полиэтиленгликоль» используются и другие: ПЭГ, PEG, полиоксиэтилен, ПОЭ, POE, полиэтиленоксид, ПЭО, PEO. Тип полимера принято обозначать цифрами, например, ПЭГ 7, ПЭГ 400.

Буква «М», заменяет тысячу, ПЭГ 8М = ПЭГ 8000.

Свойства

Все полиэтиленгликоли имеют общие химические свойства, но сильно различаются физическими параметрами, которые зависят от длины молекулярной цепи. ПЭГ с массой до 400 г/моль — это бесцветная вязкая жидкость, тем более текучая, чем меньше ее молекулярная масса.

Жидкость бесцветна, прозрачна или полупрозрачна, обладает характерным запахом, очень гигроскопична. ПЭГ с массой до 2000 г/моль — воскообразные чешуйки или порошок кремового цвета.

Более высокомолекулярные соединения представляют собой плотную кристаллическую массу белого цвета.

Полиэтиленоксиды разрушаются от интенсивного перемешивания, при температурах выше +310 °С.

Низкомолекулярные полиэтиленгликоли хорошо растворимы в воде; с ростом длины молекулярной цепи растворимость уменьшается. ПЭГи растворяются во многих органических растворителях, например, в бензоле, метиловом спирте, хлороформе, дихлорметане.

Образуют комплексные соединения с солями металлов (щелочными и щелочноземельными), с хлоридом ртути, с некоторыми видами полимеров.

Взаимодействие с галогенами, пероксидами, озоном, металло- и литийорганическими соединениями приводит к разрушению полиэтиленоксидов.

ПЭГи считаются безопасными для человека при проглатывании внутрь и при проникновении через кожу. Аллергические реакции, тошнота и диарея возможны только при значительном количестве потребленного внутрь вещества.

Безопасным принят максимальный уровень 30 мг на килограмм веса человека, но это очень много, учитывая, что пищевых продуктах ПЭО присутствует в очень незначительных дозах.

В качестве пищевой добавки Е1521 полиэтиленгликоль разрешен в странах ЕС и в РФ, слухи о его канцерогенных и мутагенных свойствах подтверждения не нашли.

Хранят полиэтиленгликоль вдали от нагревательных приборов, прямых солнечных лучей, сильных окислителей, кислот, щелочей.

У полиэтиленгликоля есть две интересные сферы применения.

С его помощью моделируют подводные извержения вулканов, так как «извержение» ПЭГ в растворе сахарозы довольно точно имитирует разлив и застывание лавы под водой.

Полиэтиленоксид является криопротектором. Он проникает через мембраны живых клеток, образует связи с молекулами воды и, таким образом, препятствует повреждению клеток при замораживании — не позволяет образовываться кристалликам льда.

Применение

— ПЭГи применяются как растворители, стабилизаторы, регуляторы влажности (осушение и увлажнение) и вязкости (могут увеличивать и уменьшать вязкость); в качестве стабилизаторов эмульсий и эмульгаторов — они помогают соединить вещества, в нормальном состоянии не соединяющиеся.— В пищепроме ПЭГи зарегестрированы в качестве пищевой добавки.

Они используются как пеногасители, растворители для ароматических добавок и подсластителей, которые добавляются в жевательные резинки, БАДы, безалкогольные напитки. Полиэтиленоксидом иногда обрабатывают свежие фрукты — он образует пленку, способствующую лучшему хранению.

— Полиэтиленгликоли входят в состав слабительных средств, идут в качестве наполнителя и связующего ингредиента для свечей, таблеток, мазей, пен. Проникающие свойства ПОЭ применяют для транспортировки антимикробных ингредиентов мази в открытую рану. С помощью ПЭГ выявляют антигены и антитела в донорской крови, проводят некоторые тонкие анализы с ДНК и белками.

— В косметической промышленности ПЭГи добавляют в кремы, гели, лосьоны, шампуни, ополаскиватели, средства для бритья, зубные пасты, дезодоранты и пр. Полиэтиленоксид может выступать как увлажняющий агент, пластификатор (например, делает мыло более блестящим и менее хрупким); антистатик.

— ПОЭ используются при изготовлении биомембран, теплоносителей в электронных тестерах; электронных сигарет; полимерных волокон, литий-полимерных батарей; пресс-форм; водорастворимых пленок; ПАВ, гидравлических жидкостей, полиуретанов, эластомеров, твердого ракетного топлива, лаков, красок, латексов.

— Полиэтиленгликоль применяют для восстановления и консервации мокрой древесины, в том числе археологических находок; для моделирования подводных извержений. — ПЭГ выступает концентрирующим агентом для осаждения взвесей, бумажной массы, угольной пыли. Это свойство также используется для обогащения руды.

— На основе ПЭГ производят смазочные материалы, смазочно-охлаждающие жидкости, растворители, антислеживающие добавки для сыпучих материалов.— Применяют ПЭО в порошковой металлургии, машиностроении, металлообработке, нефтепереработке, в сельском хозяйстве, в текстильной, кожевенной, резиновой, бумажной, химической, добывающей и других отраслях.

Источник: https://pcgroup.ru/blog/polietilenglikoli-veschestva-s-krajne-shirokim-spektrom-primeneniya/

Полиэтиленгликоль

• Разрешающие применение — 3
• Упоминаний о добавке— 4

• Россия — разрешена
• Украина — нет данных
• Беларусь — разрешена
• Евросоюз — разрешена
• США — нет данных
• Канада — нет данных

Полиэтиленгликоль (как пищевая добавка Е-1521) – пищевая добавка, принадлежащая к группе антифламингов. Обладает хорошей растворимостью в воде и органических растворителях.

Химическая формула HO(CH2 CH2O)nHМолярный вес 3600-4400 г/мольТочка плавления 58-62 °СРастворимость в Н2О 550 г/лВязкость (99 °С) 110-158 сStКинематическая вязкость 50% р-ра (20 °С) 102-158 сStДинамическая вязкость 50 % р-ра (20 °С) 110-170 сStТочка замерзания 53-58 °СрН 5 % раствора 4,5-7,5

Ежедневная доза потребления полиэтиленгликолей определена ВОЗ в 10 мг/кг массы тела.

Получают полимер из окиси этилена, путем ее реакции с водой при добавлении кислотных или основных катализаторов.

При обращении с веществом следует учитывать его возможную токсичность, которая может вызвать аллергическое или канцерогенное воздействие на организм человека.

Ежедневная доза потребления полиэтиленгликолей определена ВОЗ в 10 мг/кг массы тела.

Применение пропиленгликоля

Полиэтиленгликоль применяется, главным образом, в качестве вещества-загустителя:

• В пищевой промышленности и фармакологии является связывающим агентом, загустителем. Применяется в фармацевтической промышленности при производстве слабительных средств, суппозиториев, кремов, свечей, таблеток с действующим веществом «Фортранс» и т.д.
• В косметике является компонентом при изготовлении зубных паст и в качестве диспергирующего (рассеивающего) агента.
• Водорастворимые пленки из полиэтиленгликоля используют для упаковки пищевых продуктов, красок.
• В машиностроении используется в гидравлических жидкостях в качестве загустителя и агента для уменьшения гидродинамического сопротивления. Используется при изготовлении пресс-форм, при литье, в порошковой металлургии, где он выполняет функцию стабилизатора формы готового изделия.
• В химической промышленности является компонентом для производства поверхностно-активных веществ, олигомером в производстве полиуретанов. Полиэтиленгликоль добавляется как загуститель и связывающий агент в латексы и краски.
• Применяется при производстве аккумуляторов применяется в литий-полимерных элементах в качестве основы для проводников ионов.
• Используется при концентрировании осадков для угольной пыли, бумажной массы, при обогащении руд в качестве коагулянта.

Производится и поступает в продажу в виде кристаллических твердых термопластичных полимеров, воскообразного вещества или вязкой жидкости.

Общая характеристика

ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ (полиоксиэтилен), полимеры этиленоксида общей формулы Н[—ОСН2СН2—]nОН. Для низкомолекулярного полиэтиленгликоля (карбовакс) молекулярная масса 200-40000, для высокомолекулярного (полиокс, алкокс) 100 тыс.-10 млн.

Вязкие жидкости (молекулярная масса до 400), воскообразные вещества или кристаллические термопластичные полимеры (молекулярная масса 2 тыс. и выше) с температура плавления 65-72 °С и степенью кристалличности 93-95%;d25251,12-1,25; т. стекл.

от -100 °С (низкомолекулярный полиэтиленгликоль) до — 65 °С (высокомолекулярный полиэтиленгликоль). Для высокомолекулярного полиэтиленгликоля: DHпл 16,76 Дж/г; Ср0 2,05-2,18 Дж/(г·К); sраст 13-17 МПа, модуль упругости при растяжении 200-500 МПа, относит.

удлинениЕ-700-1200%; твердость по Шору 99 (шкала А). Полиэтиленгликоль раств. в бензоле, ацетонитриле, ССl4, хлороформе, ДМФА и многих др. орг. р-рителях, при повыш. т-рах -в спиртах, ацетоне, анизоле, диоксане; не растворим в парафинах, гликолях, глицерине.

Неограниченно растворим в воде, но выпадает в осадок из водных растворов вышЕ-100°С, а также при введении неорганических солей.

Полиэтиленгликоль подвержен термоокислительной и термической (вышЕ-310 °С) деструкции, разрушается под действием высокоскоростного перемешивания и других сдвиговых воздействий, а также литийорганических и других металлоорганических соединений, О3, пероксидов, галогенов. Образует комплексы с хлоридом ртути HgCl2, солями щелочных и щел.-зем. металлов, тиомочевиной, а также с нек-рыми полимерами, напр. с полиакриловой кислотой.

Низкомолекулярный полиэтиленгликоль получают полиприсоединением рассчитанного кол-ва этиленоксида к т. наз. стартовому в-ву, обычно этиленгликолю, р-цию к-рого с катализатором NaOH, КОН, Na2CO3 или др.

проводят в условиях, позволяющих максимально удалить образующуюся при этом воду (повышенная т-ра, вакуум, продувка инертным газом, азеотропная отгонка). Мол.

масса определяется соотношением кол-в этиленоксида и гликоля, поскольку полимеризация протекает без обрыва цепи.

https://youtube.com/watch?v=8t0pJkqZAyY

Высокомолекулярный полиэтиленоксид синтезируют полимеризацией этиленоксида в суспензии в среде осадителей полимера (кат.-Аl-, Са- или Mg-opг. соед. с добавками хелатообразующих соед., напр.

диметилглиоксима, или без них, а также амиды или амид-алкоголяты Са); получают полиэтиленгликоль в виде порошка.

Важной задачей является предотвращение агрегации частиц полиэтиленгликоля в ходе синтеза.

Источник: https://prodobavki.com/dobavki/E1521.html

Полиэтиленгликоль – новое слово в восстановлении нервных клеток?

Валерий Спиридонов может стать первым в мире человеком, которому сделают операцию по пересадке головы. “РИА Новости” публикует первую статью нового блога этого российского программиста: он рассказывает об уникальной технологии, которую ему, возможно, предстоит испытать на себе.

Пересадка головы — технология, которую вот уже год жарко обсуждают медики, богословы, философы, и, конечно, нуждающиеся в новых способах реабилитации люди.

Но что кроется за этой технологией? Где “дьявол”, поселившийся в деталях лабораторных экспериментов? Ведь информация об этих экспериментах уже публикуется на страницах респектабельных медицинских журналов, таких как Surgery и CNS Neuroscience & Therapeutics.

Что именно смогло заставить меня и некоторых ученых считать, что данная операция сегодня стала технически допустима, и время для нее пришло?

Еще задолго до появления итальянского нейрохирурга Серджио Канаверо из газет я узнал историю такого рода экспериментов.

В двадцатые годы прошлого века советский ученый, физиолог, доктор медицинских наук Сергей Сергеевич Брюхоненко изобрел первый аппарат искусственного кровообращения и показал на практике возможность поддержания жизни мозга отдельно от тела.

 Потом был еще ряд опытов: знаменитые эксперименты на собаках и обезьянах. Но все они упирались в невозможность вернуть подвижность после пересадки головы на другой организм.

Однако я понимал, что такая возможность, в случае ее появления, будет являться последним сегментом большого пазла. А люди, чьи физические возможности в больном теле резко ограничены, обретут нормальную жизнь.

Поэтому для меня события 2013 года были логичными и ожидаемыми…

Летом 2013 года Серджио Канаверо, продолжатель идей советского ученого Владимира Демихова и американца Роберта Уайта, выступил с сенсационным интервью и назвал ключом к непреодолимой ранее проблеме сращивания “разомкнутой цепи” спинного мозга вещество под названием полиэтиленгликоль, или ПЭГ.

Именно с его помощью ученый рассчитывает соединить до 30% нервных клеток, ответственных за передачу жизненно важных импульсов от головного мозга к органам и конечностям.

По его словам, этого будет достаточно для восстановления базовых моторных функций организма. Другие детали этой операции, такие как сращивание сосудов и тканей, а также участка позвоночника, сегодня не являются существенным барьером.

Вопрос технически стоял лишь в возвращении подвижности после разделения спинного мозга.

Мне показалось интересным узнать историю ПЭГ, ведь именно от него теперь может зависеть успех той технологии, в разработке которой участвует и ваш покорный слуга.

Черви, таксы и полимеры

ПЭГ представляет собой синтетический полимер, давно применяемый в ряде отраслей, таких как промышленность, фармацевтика, машиностроение, косметика. Используют его даже в качестве компонента твердого ракетного топлива. Но в контексте темы нас интересуют разработки с применением ПЭГ в медицине, которые имеют более длительную историю, чем могло показаться.

Полиэтиленгликоль не токсичен, он растворяется в воде. В медицинских дозах не оказывает негативного воздействия на организм человека.

Первые упоминания в литературе о применении этого вещества в роли так называемого фьюзогена, препарата, обеспечивающего слияние разделенных нервных тканей, относится к 1990 году.

В статье “Ускоренное слияние разделенных аксонов с использованием полиэтиленгликоля” профессор нейробиологии Остинского университета (США), Джордж Биттнер (George Bittner) описал воздействие различных версий данного препарата с разными молекулярными массами и концентрациями на “разъединённую” нервную систему дождевого червя.

https://youtube.com/watch?v=s3SesbAiNdY

Биттнер отмечает, что при тесном совмещении разделенных половинок червя и применении ПЭГ в качестве “биоклея” на участке нервного стержня достигается 80-100% слияние клеток.

Впоследствии он доказывает это, приводя данные с электронных микроскопов, где демонстрирует целостность с помощью специального красителя, запущенного по нервной системе. В контрольном образце без применения ПЭГ целостности клеток при идентичных условиях не наблюдается.

Уже тогда Джордж Биттнер предполагал, что данную технологию можно масштабировать и применять для млекопитающих.

В декабре 2001 года в журнале Neuroscience Research вышла статья Ричарда Боргенса и Дебры Бонер (Richard Borgens, Debra Bohnert) под названием “Быстрое восстановление после травм спинного мозга с применением полиэтиленгликоля”. В статье идет речь об опытах на морских свинках, где ПЭГ был использован в качестве искусственного “цемента” для поврежденных мембран разъединенных аксонов, останавливая их распад.

По всей видимости, ПЭГ также предотвращает образование рубца на месте надреза спинного мозга, который в обычных условиях полностью блокирует проводимость нервных импульсов.

Авторы статьи утверждают, что при введении через сосудистую систему полимер концентрируется в месте разрыва, пропуская нетронутые участки и вызывает спонтанный рост и соединение до 20-30% клеток спинного мозга животных.

Ученые также размышляют о применении такого метода лечения при травмах головного мозга и инсультах.

Затем, в декабре 2004 года, Ричард Боргенс публикует в журнале Neurotrauma отчет об исследованиях на собаках, дающий надежду при лечении парализованных людей.

Он демонстрирует публике крайне многообещающее видео, в котором собаки разных пород после травм спины заново обретают возможность ходить за несколько недель лечения с применением ПЭГ, переходя от полного паралича до почти обычной подвижности.

Трех из четырех животных удавалось спасти при введении полимера в течение 72 часов с момента получения повреждения. Лечение совмещалось с обычной в таких случаях терапией при травмах спины. Стандартное лечение включает в себя хирургическое удаление осколков поврежденных костей позвоночника и дальнейшие физиопроцедуры, такие как плавание.

По словам Боргенса, клетки мозга имеют свойство посылать “суицидальный” сигнал расположенным рядом с травмой нейронам, порождая более серьезные повреждения, чем сама травма.

Однако ПЭГ, будучи применен своевременно, способен прервать этот “каскад отключений”, восстанавливая мембрану, либо способствуя слиянию двух поврежденных клеток в одну большую, и при этом функционирующую, нервную клетку.

Боргенс утверждает, что позитивные изменения просматривались уже на пятый день после начала лечения. В исследовании приняло участие 19 собак в возрасте от двух до восьми лет.

Контрольная группа была построена на основе исторических данных о собаках со схожими травмами, так как Ричард Боргенс не хотел сообщать хозяевам животных второй группы, что их любимцы не получат то лечение, которое могли бы.

Новая надежда

Таким образом, мне стало очевидно, что предложенный Серджио Канаверо комплекс методов, включающий в себя ключевой компонент — ПЭГ — не является внезапной, не подтвержденной экспериментально выдумкой эксцентричного итальянца. Более 25 лет удивительные регенеративные свойства полиэтиленгликоля использовались на практике, а ученые продвигались от экспериментов на червях к опытам на сложных животных.

Должно ли это привести сразу к возможности пересадки головы от одного млекопитающего к другому? На мой взгляд, нет.

Нам предстоит собрать еще несколько пазлов этой картины, таких как влияние ДНК больного пациента на здоровое тело донора, продолжительность жизни после операции, и др. Однако при получении травм спины этот полимер, по-видимому, сможет вернуть людей к привычной жизни.

Предстоит еще много работы, чтобы сделать эту технологию надежной и обеспечить уверенность в правильном подборе множества переменных, важных для успешного итога.

К тому же, при старых травмах применение только лишь полиэтиленгликоля не даст никаких результатов — зарубцевавшаяся ткань не сможет послужить проводником сигналов в любом случае. Здесь необходима технология замещения целых сегментов спинного мозга. Но и это сегодня уже не звучит слишком фантастично.

И я с нескрываемым удовлетворением отмечаю, как при помощи научных знаний и воле к жизни мы можем превратить ограниченные возможности в по-настоящему безграничные.

ПЭГ — не единственное уникальное вещество, задействованное Канаверо и его коллегами при проведении опытов.

Наряду с ним используется также перфторан — синтетическая кровь — наследие советской науки, которое, к счастью, несмотря на свою крайне непростую историю, не было забыто, и после десятилетий исследований нашло место в современной медицине.

О перфторане сегодня уже хорошо знают специалисты, он продается в аптеках. А вот медицинское применение ПЭГ, судя по всему, — дело ближайшего будущего ортопедии и травматологии.

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

Источник: https://ria.ru/analytics/20170215/1374746171.html