Polimeri Biodegradabili

1.Introducere

Biomateriale sunt materiale destinate sa se conecteze cu sistemele biologice pentru a evalua, trata, spori, sau să înlocuiască orice ţesut sau organ.Premisă esenţială pentru a califica un material ca un biomaterial este că ar trebui să fie biocompatibil.

Biocompatibilitate este capacitatea unui material de a efectua un răspuns adecvat , într-o aplicaţie specifică .

Dezvoltarea de biomateriale polimerice poate fi considerat ca un proces evolutiv. Rapoarte cu privire la cererile de polimeri naturali ca biomateriale datează de mii de ani.

Cu toate acestea, cererea de polimeri sintetici la medicină este mai mult sau mai puţin un fenomen recent

Una dintre primele încercări a fost utilizarea de polimer sintetic biostabil poli (metacrilat de metil) (PMMA), ca un substitut corneene artificial. Încurajati de succesele iniţiale, chirurgii au început sa foloseasca o varietate de polimeri pentru diferite aplicatii, cum ar fi contactarea dispozitivelor de sânge, înlocuiri de şold, ca şi lentile intraoculare.

Cu toate acestea, în cele mai multe dintre aceste cazuri, medicii s-au limitat la utilizarea-unor -materiale elaborate iniţial pentru alte aplicaţii. Tabelul 1 arată unele din materiale polimerice sintetice utilizate şi aplicaţiile lor biomedicale. Chiar dacă punerea în aplicare a acestor materiale polimerice a îmbunătăţit în mod semnificativ progresul moderne de îngrijire a sănătăţii, biocompatibilitatea a rămas o preocupare serioasă.

2.Polimeri biodegradabili

Trecerea de la polimeri biostabili la polimeri biodegradabili pentru aplicaţii care necesită existenţa tranzitorie a materialelor în corpul uman poate fi considerat ca un salt cuantic în domeniul ştiinţei biomaterialelor. polimeri biodegradabili sunt acei care se degradeaza in vitro şi in vivo, fie în produse care sunt metaboliţi normali ai organismului sau în produse care pot fi complet eliminate din organism, cu sau fără alte transformări metabolice.

Criteriile de bază de selecţie ale unui polimer biodegradabil ca un biomaterial sunt că degradarea lui ar trebui să fie netoxica, şi că rata de degradare şi proprietăţile mecanice ale materialului trebuie să corespundă aplicatiei finale.

După cum este evident, avantajele polimerilor biodegradabili, comparativ cu polimerii biostabili sunt că odată implantati ei inlatura necesitatea unei noi proceduri chirurgicale precum şi să elimine pe termen-lung preocuparea biocompatibilitatii. În afară de aceasta, biodegradarea poate oferi alte avantaje în multe aplicaţii medicale .

Astfel, în aplicaţii ortopedice implanturi mecanice incompatibile, cum ar fi implanturi metalice pot duce uneori la inlaturarea stresului, în timp ce implanturile biodegradabile pot transfera încet sarcina, ca aceasta sa se degradeze. În mod similar în sisteme de livrare de droguri, reglajul fin de eliberare cinetica de droguri este posibilă prin varierea vitezei de degradare a polimerului matrice.

Polimeri biodegradabili pot fi clasificati în naturali şi sintetici, in functie de originea lor. Polimerii naturali par a fi alegerea potrivita pentru aplicaţii biomedicale din cauza biocompatibilitatea lor excelente, deoarece structural imita strâns medii celulare native, au proprietăţi mecanice unice, şi sunt biodegradabili printr-un mecanism hidrolitic sau enzimatic.

Cu toate acestea, polimerii naturali nu au fost pe deplin exploatati în domeniul biomedical din cauza dezavantajelor inerente asociate cu unele dintre ele, cum ar fi riscul de infecţii virale, antigenitatea, aprovizionare cu materii instabile, şio gramada de variaţii a proprietăţilor [2]. polimeri sintetici, pe de altă parte, oferă avantaje enorme peste polimeri naturali din partea materiei prime.

2.1. Polimeri biodegradabili sintetici

Această secţiune discută varietatea polimerilor biodegradabili sintetici în prezent fiind cercetati ca sisteme de livrare de droguri sau ca schele pentru ingineria tisulară. Secţiunea evidenţiază ruta sintetica, modul de degradare, şi aplicaţii ale polimerilor.

2.1.1Poliesteri alifatici

Poliesteri alifatici pot fi considerati ca reprezentanţi ai polimeri sintetici biodegradabili. Sinteza de poliesteri alifatici prin policondensarea diolilor şi a acizilor dicarboxilici a fost raportată încă din 1930.

Instabilitatea mare hidrolitica a acestor polimeri a rezultat la o multitudine de aplicaţii pentru această clasă de polimeri, în domeniul biomedical începând cu suturi absorbabile în anii 1960.

Monomeri utilizati frecvent pentru sinteza poliesterilor alifatici pentru aplicaţii biomedicale sunt lactide, glicolide, şi caprolactone.

Poli (acid glicolic) (PGA) (Figura 1) a fost unul dintre poliesterii biodegradabili investigati iniţial pentru aplicaţii biomedicale. Este un polimer cristalin favorabil cu un punct de topire mai mare de 200 grade C şi o temperatură (Tg), in jur de 35-40 grade C. Datorită cristalinitatii sale ridicate, PGA prezinta rezistenta la rupere ridicată dar solubilitate foarte scăzută în solvenţi organici comuni.

Figura 1

Aplicatiile iniţiale ale PGA au fost îndreptate spre dezvoltarea de suturi biodegradabile, şi prima sutura biodegradabila sintetica Dexon a fost dezvoltata în 1970 . PGA a fost investigat, de asemenea, ca un material pentru dezvoltarea de dispozitive de fixare interna a oaselor, şi a fost comercializat sub denumirea comercială Biofix.

Cu toate acestea, rata de degradare ridicata a polimerului şi solubilitatea scăzută cuplate cu acumularea de degradare a produselor acide, care poate duce la reacţii inflamatorii, îşi limitează aplicarea în domeniul biomedical.