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CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA DEI MATERIALI – LAUREA SPECIALIZTICA
UNIVERSITA’ FEDERICO II NAPOLI FACOLTA’ DI INGEGNERIA
BIOMATERIALI POLIMERICI
BIOMATERIALI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
NON DEGRADABILI
CLASSIFICAZIONE
DEGRADABILI
DI ORIGINE BIOLOGICA
POLIMERI PER USO BIOMEDICO
SINTETICIDEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIMERI PER USO BIOMEDICO
POLIOLEFINELDPEHDPE
UHMWPE
POLIAMMIDINYLON
POLISILOSSANIPOLIDISILOSSANO
SILASTIC
TERMOPLASTICI AD ELEVATA RESISTENZA
POLIACETALIPOLICARBONATI
POLISULFONI
Suture non riassorbibiliAnelli di sutura protesi valvolari
Componenti protesi articolari
Cateteri e tubi Riepitivi
Protesi per mastoplastica
Macchine cardiacheIngegneria dei tessuti
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIAMMIDI
POLIAMMIDI SINTETICI o NYLON
In genere, i nylon e le poliammidi
sono considerati materiali
abbastanza biocompatibili.
Igroscopicità:
H2O Gain: 10% del proprio peso
Idrolisi enzimatica
NYLON 6.6 NYLON 6
ESEMPI
Degradazione in vivo per erosione
superficialeRiduzione della resistenza a trazione
25% dopo tre mesi
83% dopo 24 mesi
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIAMMIDI SINTETICI o NYLON
Nylon MED LON®
Suture di nylon monofilamento blù.morbidezza ed elasticitàpiù sopportabile dal paziente
Elevata tendenza a formare fibre (legami ad
idrogeno intercatena);
Elevata cristallinità (resistenza in direzione della
fibra)
APPLICAZIONI
Suture bioriassorbibili
Anelli di sutura valvole cardiache
Metodi contraccettivi itrauterini
POLIAMMIDI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIOLEFINE
LDPE
UHMWPE
ISOTATTICO
SINDIOTATTICO
ATATTICO
HDPE
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIOLEFINE
LDPEPolimerizzazione radicalica dell’etilenegassoso ad alta pressione (100-300MPa)promossa da perossidi (iniziatore).
HDPEPolimerizzazione dell’etilene mediantecatalizzatori a bassa pressione (10MPa)
APPLICAZIONIPELLICOLE
TUBI
CONTENITORI
STERILIZZABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIOLEFINE
UHMWPE: POLIETILENE AD ALTISSIMO PESO MOLECOLARE
Polimerizzazione mediante
catalizzatori Zegler - Natta
Elevatissimo peso molecolare (2 106)
Catene lineari molto lunghe
Struttura semi cristallina
Elevatissima resistenza all’usura
Elevata resistenza agli urti
Ottima biocompatibilità (biostabile)
Ridotto coefficiente d’attrito (protesi articolari)Elevata stabilità chimica (no additivi e stabilizzanti)
Processabilità: Stampaggio per compressione (lastre)
o diretto per compressione (componenti) - Estrusione
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIOLEFINE
INCREMENTO DELLA RESISTENZA ALL’USURA DEL UHMWPE: IRRAGGIAMENTO β e γ
Le radiazioni ionizzanti sono particelle ed onde elettromagnetiche dotate di potere
altamente penetrante nella materia. Ciò permette alle radiazioni di far saltare da un
atomo all'altro gli elettroni che incontrano nel loro percorso.
In tal modo gli atomi, urtati dalle radiazioni, perdono la loro neutralità (e si caricano
elettricamente) ionizzandosi.
Energia: da pochi keV a molti MeV (generalmenteinferiore a 4 MeV).Velocità: 150-300 mila km/s.Potere penetrante: debole (100 volte più dei raggi alfa,ma 100 volte meno dei raggi gamma), non oltre 5 mm dialluminio, non oltre 1 cm nella pelle, non oltre 2,5 cm dilegno. Una particella beta di 3 MeV percorre nell'aria ca.100 cm.Potere ionizzante: minimo. Una particella beta di 3 MeVproduce nell'aria solo 4 coppie di ioni/mm.Pericolosità: se emesse entro il corpo umano sono sempredannose. Se emesse da una sorgente esterna sonodannose solo per gli organi, in pratica, a meno di 1 cmdalla cute.
Energia: da pochi keV a molti MeV (10 keV - 10 MeV).L'energia è proporzionale alla loro frequenza.Velocità: quella della luce.Potere penetrante: forte (100 volte più dei raggibeta).Potere ionizzante: producono elettroni secondari cheionizzano l'aria.Pericolosità: sono sempre pericolosi, anche se emessida sorgenti esterne al corpo umano.
RADIAZIONI β RADIAZIONI γ
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIOLEFINE
INCREMENTO DELLA RESISTENZA ALL’USURA DEL UHMWPE: IRRAGGIAMENTO β e γ
La velocità di usura è funzione del livello
di irraggiamento
ALTI LIVELLI DI IRRAGGIAMENTO (>72 xGy)
Simulatore di una protesi di ginocchio
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIOLEFINE
POLIPROPILENE
ISOTATTICO
SINDIOTATTICO
ATATTICOGRA
DO D
I CRISTA
LLINITA
’(50-70%
)
DENSITA’
TEMPERATURA DI RAMMOLLIMENTO
RESISTENZA CHIMICA
BUONA BIOCOMPATIBILITA’ impianti ortopedici, (superfici sottoposte a forticarichi come le protesi dell’anca e del ginocchio. )
I manufatti devono essere prodotti persinterizzazione ad alta temperatura e altapressione. I processi di estrusione e fusione invecenon danno buoni risultati.
PROCESSABILITA’
(giunture per protesi delle dita)RESISTENZA A FLESSIONEPER CARICHI RIPETUTI
OTTIMA RESISTENZA AD AGENTI CHIMICI E PERMEABILITA’ AI GAS
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLISILOSSANI
Stabilità Termica
Idrofobi,
Non adesivi
Basso coefficiente di viscosità.
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLISILOSSANI
CHIRURGIA VASCOLAREMASTOPLASTICA
PROTESI CARPALI
INNER: silicone in forma di gel o oli, soluzioni saline
MIDDLE: shell crosslinkata di PDMS
OUTER: Gomma siliconica o schiume poliuretaniche
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – POLIMERI 1° PARTE
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
TERMOPLASTICI AD ELEVATA RESISTENZA
Essi sono materiali di recente sviluppo aventi caratteristiche molto simili a quelle dei metalli leggeri.
Le loro eccellenti proprietà meccaniche, termiche e chimiche sono dovute alla composizione della
catena principale che la rende particolarmente rigida.
POLIACETALI
POLISULFONI
POLICARBONATI
DELRIN
UDEL
LEXAN
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – POLIMERI 1° PARTE
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
TERMOPLASTICI AD ELEVATA RESISTENZA
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – POLIMERI 1° PARTE
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
TERMOPLASTICI AD ELEVATA RESISTENZA
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – POLIMERI 1° PARTE
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
TERMOPLASTICI AD ELEVATA RESISTENZA
LEXAN (general Eletrics)
Reazione tra BIS fenolo e difenilcarbonato APPLICAZIONI
Macchine cuore/polmoni
LVADPROPRIETA’
Amorfo e trasparente
Molto resistente
Elevate proprietà termiche
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – POLIMERI 1° PARTE
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIACRILATI
POLIACRILATI
Polimetilacrilato (PMA), R1 = H, R2 = CH3
Polimetilmetacrilato (PMMA), R1 = R2 = CH3
Polimerizzazione radicalica
--[- NH – C = O -O]—
R’—N =C = O + R–OH Isocianato alcol
--[- O = C – N H– R’ – NH – C = O – O-R--]n—
I poliuretani possono essere rigidi, elastici, adesivi, schiumosi in funzione di R1 e R2.Per ottenere una catena polimerica occorrono molecole di partenza con due o più
gruppi isocianato e due o più gruppi ossidrile.R1 è in genere un oligomero, tipicamente un poliestere o un poliestere dal peso
molecolare compresso tra 200 e 4500 , R2 può essere sia alifatico che aromatico.I Pu sono in genere copolimeri a blocchi, o a segmenti, costituiti da due fasi. Fase
rigida (hard segment) e fase soffice (soft segment) . Per le applicazioni biomediche .I poliuretani hanno proprietà di elastomeri (Biomer, Pellethone, Corethane,
Cardiothane, Tecoflex, Cronoflex). Sono emocompatibili e trovano applicazioni nel campo cardiovascolare, nelle superfici interne delle camere di pompaggio dei cuori artificiali e dei ventricoli di assistenza
cardiocircolatorio inclusi i diaframmi mobili. Protesi vascolari di piccolo calibro, protesi valvolari cardiache biomorfe.
Poliuretani ( PU)
POLIMERI NATURALI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
DI ORIGINE BIOLOGICA
1. ALGINATE
2. CONDROITIN-6-SULFATE
3. CHITOSAN
4. HYALURONAN
5. COLLAGEN
6. POLYLYSINE
7. DEXTRAN
8. HEPARIN
ALGINATI
Sali dell’acido alginico, sono copolimeri a blocchi composti da due unità monosaccaridi: l’acido
L-guluronico (G) e l’acido D-mannuronico (M). Le regioni costituite da blocchi di tipo G
formano idrogeli in soluzioni acquose di cationi bivalenti (tipicamente calcio) a temperatura
ambiente. Questa caratteristica è, in genere, sfruttata per incapsulare farmaci, fattori di
crescita e/o cellule.
CHITOSANO
Un polisaccaride derivato dalla chitina e
consiste in una unità monomerica costituita da
una glucosammina semplice.
Biocompatibile
Biodegradabile
POLIMERI NATURALI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
Un polisaccaride lineare composto da unità ripetitive di acidoglucuronico e N-acetil glucosammina. E’ presente nella matriceextracellulare di tutti i tessuti molli e svolge un ruolo moltoimportante in parecchi processi biologici, come ad esempiol’interazione cellula-cellula. Tramite reazioni di esterificazione èpossibile ottenere biopolimeri semisintetici con proprietà fisico-chimiche differenti, senza però alterarne la struttura (HYAFF7®
HYAFF11 ®).
un componente naturale della matrice extracellulare di molti tessuti connettivi, quali leossa, la pelle, i tendini ed i legamenti. Da un punto di vista morfologico è costituito da unaintricata rete di fibrille dal diametro compreso tra i 50 ed i 500 nm. Da un punto di vistastrutturale/molecolare è costituito da sequenze di amminoacidi (glicina e principalmenteprolina ed idrossiprolina) a formare catene peptidiche disposte a tripla elica. Se utilizzatocome supporto per la rigenerazione dei tessuti, agevola l’adesione, la proliferazione ed ilmetabolismo cellulare.
POLIMERI NATURALI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
ACIDO IALURONICO
COLLAGENE
POLIMERI NATURALI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
APPLICAZIONI
MATRICI TRIDIMENSIONALI DI ACIDO IALURONICOESTERIFICATO (HYAFF11)
Le cellule sono in grado di aderire ecrescere all’interno della matrice diacido ialuronico.
FIDIA ADVANCED BIOPOLYMERS
1. NON DEGRADABILI
Essi preservano la loro struttura pressoché immutata quando sono impiegati
funzionalmente nell’ambiente biologico in cui espletano la loro azione (sia invitro che in vivo).
PE
PTFE
PVAPET
PBT
PMMA
POLIMERI SINTETICI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
POLIMERI SINTETICI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
NON DEGRADABILI
1. POLIETILENE
2. POLY (VILYDENE) FLUORIDE
3. POLY(TETRAFLUROMETHYLENE)
4. POLY (VINIL ALCOHOL)
5. POLY(HYDROXYETHYLALCANOATE)
6. POLY(ETHYLENTEREFTALATO)
7. POLY(BUTYLENE TEREPHTHALATE)
8. POLY(METHYL METACRILATO)
9. POLY(HYDROXY ETHYL METACRILATO)
10. POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE)
11. POLY(DIMETHYLSILOXANO)
12. POLYDIOXANONE
13. POLYPYRROLE
2. DEGRADABILI
Essi perdono gradualmente la loro integrità strutturale, con una cinetica di
degradazione che varia da qualche settimana a qualche anno, a seconda
dell’interazione fra la loro struttura chimica e l’ambiente che li ospita. La
degradazione di tali materiali genera una serie di sottoprodotti che
dovranno poi essere metabolizzati dall’organismo nel quale è stato
effettuato il trapianto.
POLIMERI SINTETICI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
DEGRADAZIONE RIDOTTI TEMPI DI APPLICAZIONE
Suture Drug delivery Membrane antiaderenti per ferite Protesi vascolari temporanee INGEGNERIA DEI TESSUTI
POLIMERI SINTETICI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
DEGRADABILI
1. POLY(GLYCOL ACID)
2. POLY (LACTID ACID)
3. POLY(ETHYLENE OXIDE)
4. POLY(LACTIDE-CO-GLYCOLIDE)
5. POLYCAPROLACTONE
6. POLYANHYDRIDE
7. POLYPHOSPHAZENE
8. POLY(ORTHO-ESTER)
9. POLYIMIDE
I polimeri naturali hanno il vantaggio di possedere specifiche interazioni cellulari (il
cosiddetto “riconoscimento cellulare”). Dato che questi materiali sono prelevati da
tessuti umani o animali, non sono disponibili in grandi quantità. Inoltre, differiscono
notevolmente tra loro dipendentemente dell’organismo da cui sono prelevati. Infine, i
materiali naturali hanno una limitata versatilità nella costruzione di una matrice
extracellulare con specifiche proprietà.
POLIMERI NATURALI E SINTETICI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
DIFFERENZE
I polimeri sintetici possono essere riproducibili su grande scala e possono essere
trasformati in una matrice tridimensionale nella quale la struttura principale, le proprietà
meccaniche e la velocità di degradazione possono essere controllate e manipolate. Le
matrici esogene fabbricate con polimeri biodegradabili hanno la capacità aggiuntiva di
“sciogliersi” nell’organismo, evitando di creare disagi in quanto corpo estraneo. Al
contempo il loro principale limite resta comunque la mancanza di segnali specifici al loro
interno per il riconoscimento cellulare.
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
La bioerosione è sempredovuta all’azione di unagente biologico (unenzima, un microbo o unacellula).
I prodotti delladegradazione sono rimossimediante l’attivitàcellulare (fagocitosi)
CONSENSUS CONFERENCE OF THE
EUROPEAN SOCIETY OF BIOMATERIALS
Vert. 1996
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
Stabilità chimica del back-bone (erosion rate anhydride > ester > amide)Idrofobicità del monomero
(addition of hydrophobic comonomers reduce erosion rate)Morfologia del monomero:
crystalline vs. amorphous: ↑crystallinity ↑ packing density ↓ water penetration ↓erosion rate Peso molecolare iniziale del polimero prima della degradazioneAzione di plasticizzanti, additivi, catalizzatoriGeometria del device impiantato (surface/volume ratio)Ridotta permeabilità del polimero allo stato vetroso
FATTORI CHE INFLUENZANO LA BIOEROSIONE
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE IV – BIOPOLIMERI
POLIMERI DEGRADABILI
EFFETTO DEL PESO MOLECOLARE SULLE PROPRIETA’ MECCANICHE
PROPRIETA’ DI POLIMERI BIODEGRADABILI
AUTOCLAVE: La maggior parte dei polimeri non possono essere sottoposti a cicli disterilizzazione a vapore o a secco, poiché le temperature impiegate (tra 120° e190°C) sono generalmente superiori alla temperatura di transizione vetrosa e, inqualche caso, anche alla temperatura di fusione. Tali condizioni possono determinareconsistenti variazioni delle proprietà fisiche e meccaniche di tali polimeri, soprattuttoin termini di diminuzione del peso molecolare e quindi di cinetica di degradazione sia invitro che in vivo. AUTOCLAVE
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
Le tecniche di sterilizzazione più usate comunemente fanno ricorso a calore, vapore,radiazioni (raggi γ) o ad una loro combinazione. I polimeri a seguito del processo disterilizzazione, accelerano i meccanismi di degradazione molto più che in altri materiali(metalli, ceramici, polimeri reticolati).
La sterilizzazione a raggi γ produce su tali polimeri lo stesso effetto della sterilizzazione a vapore o asecco, in quanto, soprattutto a dosi molto elevate, determina una scissione delle catene polimeriche conla formazione di radicali che accelerano i processi ossidativi.
Un altro processo di sterilizzazione è quello che fa ricorso all’esposizione all’ossido di etilene.Quest’ultimo è in grado di uccidere i microrganismi per alchilazione dei gruppi amminici degli acidinucleici. Tuttavia, l’ossido di etilene è un gas tossico per cui ogni residuo in un impianto può indurre unareazione tossica in vivo.. Inoltre è un gas infiammabile ed esplosivo, per tale ragione viene normalmentemescolato a gas inerti, il che pone problemi di carattere ambientale.
Tecniche di sterilizzazione alternative prevedono l’utilizzo di fluidi supercritici. Il biossido di carbonioè non tossico e facile da maneggiare nelle condizioni supercritiche. Le proprietà sterilizzanti della CO2supercritica sono relative alla sua efficacia nell’inattivare 8 tipi diversi di batteri grazie alla suacapacità di diffondere all’interno della cellula batterica e alterarne il Ph, piuttosto che distruggerne lamembrana.
STERILIZZAZIONE DI POLIMERI BIODEGRADABILI
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
STORAGE AND PACKAGING
Sottovuoto
In contenitori rivestiti in alluminio
In sacchetti di plastica
Conservazione a seconda del materiale specifico in condizioni di refrigerazione (4°C)
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
Polyhydroxybutyrate (PHB),
Polyhydroxyvalerate (PHV)
Loro copolimeri
BIOPOL® (70% PHB – 30%PHV)
POLIESTERI BIODEGRADABILI
In vivo il PHB degrada nell’acido
idrossibutirrico che è un costituente del
sangue umano. Ne deriva la non tossicità e
l’elevata biocompatibilità del materiale.
PHB omopolimero è altamente cristallino e
comportamento meccanico di tipo fragile
PHB copolimero con acido idrossivalerico è
invece meno cristallino, più flessibile e più
processabile.
APPLICAZIONI
Rilascio controllato
Suture bioassorbibili
Pelle artificiale
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
POLIESTERI BIODEGRADABILI
POLICAPROLATTONE (PCL)
CAPRINOR®, implantable biodegradable contraceptive
Semicristallino (60-70%)
Velocità di degradazione inferiore al PLA (6 – 48 mesi)Dissolve nel corpo e non richiede rimozione
La degradazione della matrice avviene a seguito della
degradazione per idrolisi dei gruppi estere
autocatalizzata dai gruppi carbossilici terminali di
catena con la formazione eventuale di anidride
carbonica ed acqua.
APPLICAZIONI
Sistemi transdermici
Scaffold biodegradabili
Drug delivery
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
POLIESTERI BIODEGRADABILI
ACIDO POLIGLICOLICO (PGA)
DEXON® Suture bioassorbibili temporanee (2-4 weeks)
BIOFIX® Viti bioassorbibili per fratture ossee
Altamente cristallino
Elevato punto di fusione
Ridotta solubilità in acqua
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
POLIESTERI BIODEGRADABILI
ACIDO POLILATTICO (PDLA, PLLA)
L’acido polilattico presenta due stereoisomerie:
D-PLA di natura amorfa particolarmente impiegato nel drug delivery
L-PLA invece risulta semicristallino e mostra proprietà meccaniche, in forma di
fibre, particolarmente indicate per la realizzazione di suture riassorbibili
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
ALTRI POLIMERI BIODEGRADABILI
COPOLIMERI PLA/PGA
Il PLA più idrofobico del PGA limita l’assorbimento d’acqua riducendo la velocità di
degradazione idrolitica rispetto al solo PGA ma conservando proprietà meccaniche
accettabili per la realizzazione di suture (VICRIL®, POLYGLACTIC910®)
POLIANIDRIDI
Altamente reattivi e idroliticamente instabili degradano per erosione superficiale senza
catalizzatori.
Possono essere alifatici (CH2 in backbone and side chains) con tempi di degradazione
brevi (pochi giorni) o aromatici (benzene ring as the side chain) con tempi di
degradazione lunghi (alcuni anni).
A seguito di un’eccellente biocompatibilità sono impiegati per la realizzazione di drug-
loaded devices ottenuti mediante microencapsulazione di insulina, bovine growth factors
(BSA), enzimi.
Affinché le proprietà meccaniche dello scaffold risultino strettamente coordinate a quelle
proprie del nuovo tessuto, è necessaria l’ottimizzazione di un parametro fondamentale: il
tempo di degradazione.
POLIMERI DEGRADABILI
CORSO DI BIOMATERIALI – INGEGNERIA DEI MATERIALILEZIONE V – POLIMERI 2° PARTE
POLIMERI BIODEGRADABILI NELL’INGEGNERIA DEI TESSUTI
A) Fabbricazione dello scaffold bioassorbibile
B) Semina statica delle cellule (es. osteoblasti) in disco di Petri
C) Crescita di nuovo tessuto primario in sistema dinamico di coltura (es. spinner flask).
D) crescita di tessuto maturo in ambiente fisiologico riprodotto mediante l’utilizzo di bioreattori.
E) Impianto chirurgico.
F) Assimilazione e rimodellamento del tessuto trapiantato.