Polimeri Biodegradabili - Policaprolactona

I. INTRODUCERE

Policaprolactona a fost unul dintre cei mai recenţi polimeri sintetizaţi de grupul Carothers în anii 1930. A devenit comerciabil în urma eforturilor de identificare a polimerilor sintetici care poate fi degradat de microorganisme.

Polimerizarea policaprolactonei se poate realiza fie prin polimerizare cu deschidere de ciclu – folosind o varietate de catalizatori anionici, cationici şi coordinativi – fie prin polimerizare radicalică vie cu deschidere de ciclu a 2 – metilen – 1 – 3 – dioxepan. Policaprolactona este un polimer hidrofob, semicristalin – cristalinitatea acestuia tinde să scadă cu creşterea masei moleculare. Buna solubilitate a policaprolactonei, temperatura de topire scăzută (Tt = 59 – 64 ̊C) şi buna compatibilitate la amestecare a simulat ample cercetări ca posibilă aplicare în domeniul biomaterialelor.

În consecinţă, policaprolactona şi copolimerii acesteia au fost folosiţi într-o serie de dispozitive cu eliberare de medicamente. Atenţia a fost atrasă de aceşti biopolimeri datorită numeroaselor avantaje faţă de biopolimerii ce sunt utilizaţi în prezent. Acestea includ cinetica degradării şi proprietăţile mecanice, uşurinţa modelării şi fabricării la dimensiuni potrivite care să permită porilor să conducă la ţesuturi în creştere şi la eliberarea controlată de medicamente din matricea lor. Grupele funcţionale ar putea fi, de asemenea, adăugate pentru a face polimerul mai hidrofil, aveziv sau biocompatibil.

Datorită faptului că policaprolactona se degradează într-un ritm mai lent decât poli(acid glicolic), PDLA şi copolimerii acestora şi prin urmare, iniţial folosit pentru dispozitive de eliberare a medicamentelor, ce rămân active mai bine de 1 an. Deşi iniţial unele cercetării atrag atenţia, policaprolactona a fost depăşită de renumele altor polimeri resorbabili ca polilactate şi poliglicoli, care au fost studiaţi în aplicaţii în care se cerea ca matricea polimerică să elibereze medicamente capsulate în decursul zilelor sau a săptămânilor cu o resorbţie completă în 2 – 4 luni după implantare.

Industria dispozitivelor medicale a fost interesată şi de înlocuirea dispozitivelor din metal (plăci, şuruburi, cuie) prin utilizarea implanturilor biodegradabile; cu toate acestea policaprolactona nu are proprietăţi mecanice pentru a fi aplicate. În plus, atât dispozitivele medicale cât şi sistemele de eliberarea de medicamente, sunt considerate a fi polimeri mai resorbabili de asemenea, au avut şi câteva dezavantaje asociate cu degradarea pe termen lung (până la 3 – 4 ani pentru policaprolactona)şi reţele intracelulare de resorbţie.

Revenirea policaprolactonei ca biomaterial, a dat naştere unui nou domeniu – ingineria tisulară – . Policaprolactona posedă proprietăţi reologice şi vâscoelastice superioare peste mulţi polimeri resorbabili omologi ceea ce face ca polimerul să se producă uşor şi să fie folosit într-o gamă largă de scaffold-uri/matrici suport. În realitate, policaprolactona, poate fi utilizată într-o gamă largă de tehnologii de fabricare a scaffold-urilor şi în producţii ieftine, în comparaţie cu alţi poliesteri alifatici, este extrem de avantajoasă. Mai mult, au fost fabricate un număr mare de dispozitive cu eliberare de medicamente din policaprolactona au aprobarea FDA-ului ceea ce permite o cale mai rapidă spre piaţă.

O reexaminare a policaprolactonei ca biomaterial inclusiv relaţiile sale cu alţi polimeri bioresorbabili, se va concentra pe proprietăţile şi avantajele ce au propagat interesul policaprolactonei cu privire la eliberarea de medicamente şi în special în domeniul ingineriei ţesuturilor.

II. SINTEZA ȘI PROPRIETĂȚILE FIZICO-CHIMICE

Polimerizarea policaprolactonaei se realizează prin procedeul de polimerizare cu deschiderea de ciclu a monomerului ε – caprolactona ce a fost studiată în anii 1930.