biopolimery - mech.pg.edu.pl 9.2014... · przy połączeniach metal-tworzywo sztuczne w...
TRANSCRIPT
Podstawowe własności biopolimerów
• Powtarzalna jakość materiału
• Łatwość formowania kształtu
• Łatwość sterylizacji
• Odpowiednia jakość fizykochemiczna
• Nieinicjowanie odczynów alergicznych lub
toksycznych
• Biotolerancja
• Trwałość i niezawodność
Biotolerancja
• Odczyny alergiczne nie są częste; reakcje
przy połączeniach metal-tworzywo sztuczne
w endoprotezach stawowych, w
stomatologii
• Inicjowanie i rozwój tkanki
nowotoworowej: polietylen, poliamid
(nylon), PVC, polistyren, fluoropolimery
(teflon)
Kolageny
• Białka włókniste tkanki łącznej; składnik skóry, ścięgien, chrząstek, kości,zębów, naczyń krwionośnych, błon wewnątrzustrojowych
• Stosowany jako: skóra zastępcza do leczenia ran oparzeniowych; w celu korekcji tkanek miękkich (wstrzykiwany); jako środek hemostatyczny; w okulistyce (w plastyce rogówki oraz łączenia po odklejeniu się siatkówki); w stomatologii (wypełnienie miejsc po miazdze lub kanałów po ekstrakcji zęba); w ortopedii (w celu odtworzenia powierzchni stawowych),w kardiochirurgii do pokrywania sztucznego lewego przedsionka serca; w chirurgii naczyniowej do uszczelniania protez z polimerów syntetycznych; do uzupełnia ubytków chirurgii mózgu i przewodów moczowych
Fibrynogeny
• Białko osocza krwi
• Jako wchłanialny materiał chirurgiczny, w
postaci folii
• Do hamowania krwawienia z narządów
miąższowych po zabiegach, w urologii do
zespalania tkanek
• Otrzymywany z osocza zdrowych zwierząt
Chityna
• Ze skorupek kryla (glukozoamina)
• Wpływa korzystnie na proces gojenia się
ran
• Do ran oparzeniowych lub uszczelniania
syntetycznych protez naczyniowych
Polietylen
• (CH2)n
• Odporny na biodegradację, dobra biotolerancja
• Polietylen wysokociśnieniowy do wyrobów medycznych: sprzęt jednorazowego użytku, opakowania leków i płynów infuzyjnych
• Biomateriał: w chirurgii rekonstrukcyjnej twarzy do protezowania ubytków chrząstek i kości, próby zastosowania w kompozycie w formie kształtek z PE wypełnionych apatytami do wytwarzania protez kości głowy
• Polietylen niskociśnieniowy o dużej
gęstości i krystaliczności do 90%: do
wytworzenia płytek zespalających, panewek
do endoprotez stawu biodrowego, siatek do
rekonstrukcji dużych przepuklin
• Zakres temperatur pracy –120 do +120 C;
potrzeba sterylizacji radiacyjnej
• Panewki PE endoprotez, szczególnie stawu biodrowego i kolanowego, zużywają się: zmiana zabarwienia i jakości powierzchni styku, ubytki cierne, mikropęknięcia i wykruszenia cząstek PE, a w efekcie obluzowanie endoprotezy
• Zużycie może być wybuchowe (szybkie zmiany struktury PE i osłabienie powierzchni lub zmęczenie) lub biologiczne (reakcja tkanek okołowszczepowych na produkty ścierania panewki)
• Przyczyna: duży stopień krystaliczności struktury, zbyt częste prześwietlania
• Tworzywa krzemorganiczne (polialkilosiloksany):
silastic, silastene, rhodorsil, sild, silak
• Na wszczepy, dreny, kształtki, folie, ostatnio na
protezy sutka, małych stawów i ekspandery
• Ciekłe silikony (oleje i emulsje wodne): przez
iniekcję do rekonstrukcji tkanek miękkich,
zwłaszcza twarzy i sutka
• Żywice silikonowe: do pokrywania nici
chirurgicznych, protez naczyń krwionośnych,
protez opon twardych mózgu
• Główna właściwość: hemozgodność, tj. minimalna aktywność m.in. do: stymulowania zakrzepów krwi i uszkodzenia elementów krwi.
• Wytwarza się z tej grupy: protezy naczyniowe i nakładki osierdziowe dla kardiochirurgii, przetoki tętniczo-żylne, protezy zastawek serca, izolacje przewodów elektrod wprowadzanych do układu sercowo-naczyniowego, urządzenia do wspomagania krążenia krwi, pozaustrojowego natleniania krwi, materiały sorpcyjne do detoksykacji krwi, cewniki dosercowe i donaczyniowe, kaniule do długotrwałych wlewów żylnych
Podział polimerów syntetycznych
• Konstrukcyjne, które nie indukują procesu
krzepnięcia krwi
• Atrombogenne, stanowiące powłoki
osadzane na podłożu biopolimerów
konstrukcyjnych, zapobiegające tworzeniu
się zakrzepów przez wytwarzanie
inhibitorów procesu krzepnięcia
• Konstrukcyjne: poliuretan (PU),
politetrafluoroetylen (PTFE), politereftalan
glikolu etylowego (PET), silikony (SI)
• Atrombogenne: polihydroksymetakrylan
metylu (PHEMA), poliakryloamid (PAAM),
polikwas akrylowy (PAA),
poliwinylopirolidon (PVP), kopolimery -
hydrożele
Poliuretany
• Początkowo do protezowania ubytków
tkanek, następnie – do wytwarzania
baloników wewnątrzaortalnych, protez
naczyń krwionośnych 6 mm, do
wytwarzania komór sztucznego serca
Politetrafluoroetylen
• Do wyrobu protez naczyniowych, ścięgien,
powięzi, nici chirurgicznych, w połączeniu z
polipropylenem do wytwarzania implantów
zastępujących kości czaszki
• Szczególne zastosowanie jako biopolimer
konstrukcyjny na wyroby do kontaktu z krwią
• Oprócz protez naczyniowych dzianych lub
tkanych z włókien wytwarza się kaniule do
wlewów dożylnych
Politereftalan etylenu
• Produkowany pod psotacią włókien, folii oraz granulek do formowania wtryskowego i wytłaczania wyrobów o strukturze szklistej lub krystalicznej
• Jako biomateriał do kontaktu z krwią – do wyrobu protez naczyniowych
• Także w kopolimerach szczepionych na bazie poliuretanu
Polielektrolity
• Grupa materiałów hydrożelowych o
niwielkim potencjale elektroujemnym, co
zbliża ich własności do śródbłonka
• Powłoka nakładana na powierzchnię
gotowej kształtki
• Modyfikacja powierzchniowa: nałożenie
powłoki i trwałe jej związanie z podłożem,
np.. przez szczepienie hydrożeli,
zwiększających hydrofilność powierzchni
• Osadzanie zarówno sposobem chemicznym,
jak i przez radiacyjne wszczepienie
monomeru hydrofilowego na biomateriale
• Tworzywa akrylowe: Travalon, Superacryl,
Acron itd..Postać proszku (monomeru).
Produkowane w różnych odmianach
kolorystycznych na płyty protez i zęby.
Utwardzane cieplnie.
• Materiały elastyczne: łączą się z płytkami protezowymi i stanowią amortyzatory dla tkanek jamy ustnej:
• materiały akrylowe dobrze łączące z płytą, mogą jednak zmieniać twardość i elastyczność pod wpływem chemicznego oddziaływania jamy ustnej)
• silikonowe, dające jednak mniej trwałe połączenia z płytką protezy
• miękkie polimery poliuretanowe, znacznie absorbujące wodę
• materiały do biologicznej odnowy tkanek do czasowego podścielania płytek protez ruchomych, plastyczne mieszaniny estrów i alkoholu etylowego; żel, który po wprowadzeniu do jamy ustnej po zwarciu zębów rozpływa się, wytwarzając warstwę amortyzującą uraz