Podstawowe własności biopolimerów

Transkrypt

1 BIOPOLIMERY

2 Podstawowe własności biopolimerów Powtarzalna jakość materiału Łatwość formowania kształtu Łatwość sterylizacji Odpowiednia jakość fizykochemiczna Nieinicjowanie odczynów alergicznych lub toksycznych Biotolerancja Trwałość i niezawodność

3 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)

4 Tworzywa sztuczne stosowane w chirurgii rekonstrukcyjnej Polimery naturalne

5 Polimery naturalne

6 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

7 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

8 Jedwab Produkt naturalny, główny składnik fibroina (białko) Jako materiał do zespalania tkanek

9 Chityna Ze skorupek kryla (glukozoamina) Wpływa korzystnie na proces gojenia się ran Do ran oparzeniowych lub uszczelniania syntetycznych protez naczyniowych

10 Inne polimery naturalne Materiały tkankowe

11 Polimery syntetyczne

12

13 Polietylen (CH 2 )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

14 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

15

16

17

18

19 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

20 Silikony

21 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

22 Polimery syntetyczne do kontaktu z krwią

23 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

24 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

25 Konstrukcyjne: poliuretan (PU), politetrafluoroetylen (PTFE), politereftalan glikolu etylowego (PET), silikony (SI) Atrombogenne: polihydroksymetakrylan metylu (PHEMA), poliakryloamid (PAAM), polikwas akrylowy (PAA), poliwinylopirolidon (PVP), kopolimery - hydrożele

26 Poliuretany Początkowo do protezowania ubytków tkanek, następnie do wytwarzania baloników wewnątrzaortalnych, protez naczyń krwionośnych 6 mm, do wytwarzania komór sztucznego serca

27 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

28 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

29 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

30 Osadzanie zarówno sposobem chemicznym, jak i przez radiacyjne wszczepienie monomeru hydrofilowego na biomateriale

31 Polimery syntetyczne dla stomatologii

32 Tworzywa akrylowe: Travalon, Superacryl, Acron itd..postać proszku (monomeru). Produkowane w różnych odmianach kolorystycznych na płyty protez i zęby. Utwardzane cieplnie.

33 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

34