BIOPOLIMERY
Transkrypt
BIOPOLIMERY
BIOPOLIMERY 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) Tworzywa sztuczne stosowane w chirurgii rekonstrukcyjnej • Polimery naturalne Polimery naturalne 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 Jedwab • Produkt naturalny, główny składnik fibroina (białko) • Jako materiał do zespalania tkanek Chityna • Ze skorupek kryla (glukozoamina) • Wpływa korzystnie na proces gojenia się ran • Do ran oparzeniowych lub uszczelniania syntetycznych protez naczyniowych Inne polimery naturalne • Materiały tkankowe Polimery syntetyczne 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 Silikony • 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 Polimery syntetyczne do kontaktu z krwią • 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 Polimery syntetyczne dla stomatologii • 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