Biomateriais e Proteses

...

5.2 glicólido / ácido lático - Baseado em poliésteres glicolidolineares alifáticos biodegradáveis

Esta classe de polímeros biodegradáveis inclui os biomateriais biodegradáveis mais bem sucedidos, importantes e comercialmente amplamente utilizado na cirurgia. É também a classe de biomateriais biodegradáveis, que foram mais extensivamente estudados em termos de mecanismos de degradação e relações estrutura-propriedades. Entre eles, poliglicólido ou de ácido poliglicólico (PGA) é o mais importante porque a maioria dos outros polímeros biodegradáveis são derivados a partir de PGA, quer por meio de copolimerização, por exemplo, copolímero de poli (glicolido-Llactide), ou de monómeros glicólido modificado, por exemplo, poli-p-dioxanona .

Glicolido-base biodegradável Homopolímero Poliésteres (PGA), pode ser polimerizado, quer direta ou indiretamente a partir de ácido glicólico. A policondensação directa produz um polímero de Mn inferior a 10.000 por causa da exigência de um elevado grau de desidratação (99,28% para cima) e a ausência de impurezas monofuncionais. Para PGA de peso molecular maior do que 10,000 é necessário prosseguir com a polimerização dos dímeros cíclicos de ácido glicólico de abertura de anel. Numerosos catalisadores estão disponíveis para esta polimerização de abertura de anel. Eles incluem compostos organometálicos e ácidos de Lewis [Chujo et al., 1967; Wise et al., 1979]. Para aplicações biomédicas, di-hidrato de cloreto de estanho ou de alumínio de trialquilo são preferidos. PGA exibia uma unidade de célula ortorrômbica com as dimensões: a = 5,22 Â, b = 6,19 Â, e C (eixo da fibra) = 7,02 Â. As moléculas de cadeia em ziguezague planares formam uma estrutura de folha paralelo ao plano de CA e não têm a disposição do tipo polietileno [Chatani et al., 1968]. As moléculas entre duas folhas adjacentes orientar em sentidos opostos. O empacotamento molecular apertado ea estreita aproximação dos grupos éster pode estabilizar a estrutura de cristal e contribuem para o elevado ponto de fusão, Tm, de PGA (224-230 ° C).

A temperatura de transição vítrea,varia de 36 a 40 ° C. As gravidades específicas do PGA são 1,707 para um cristal perfeito e 1,50 num estado completamente amorfo.O calor de fusão de 100% PGA cristalizado é relatado como sendo de 12 kJ / mol (45,7 cal / g) . Um estudo recente de discos moldados por injecção PGA revela as suas características espectroscópicas . Como mostrado na Fig. 5.1, os quatro bandas a 850, 753, 713, e 560 cm-1 estão associados com as regiões amorfas dos discos PGA e poderiam ser utilizadas para avaliar a extensão da hidrólise. Picos associados com a fase cristalina incluídas em 972, 901, 806, 627, e 590, cm-1. Dois grandes picos intensos, em 1142 e 1077 cm-1 podem ser atribuídos a C-O(ligaçao C e O) em modos de estiramento os grupos éster e oximetileno, respectivamente. Estes dois picos estão associadas principalmente com grupos éster e oximetileno originários dos domínios amorfos. A hidrólise poderia fazer com que ambos esses C-O modos de estiramento para diminuir substancialmente em intensidade.

Copoliésteres glicolido biodegradáveis baseados em poliéster alifático Tendo como Base co-monómeros ,Outros biomateriais comercialmente poliméricos biodegradáveis à base de glicólido bem sucedidos são os copolímeros de glicolido com outros monómeros dentro poliésteres alifáticos lineares como lactídeos, carbonatos e ε-caprolactona. Os copolímeros ao acaso glicolidolactido são os mais estudados e tem uma ampla gama de propriedades e aplicações, dependendo da relação de composição de glicolido para lactido. A Figura 5.2 ilustra a dependência da taxa de biodegradação da composição de glicolido para lactido no co-polímero. Para fins de fechamento de feridas, uma alta concentração de monómero de glicólido é necessário para atingir propriedades mecânicas e de degradação apropriados. sutura Vicryl, chamada poliglactina 910, contêm uma proporção de 90/10 molar de ácido glicólico a L-lactido e esta proporção molar é importante para a sutura de Vicryl para reter características cristalinas. Para utilização biomédica, catalisadores ácidos de Lewis são preferidos para os copolímeros . Se DL- em vez de L-lactido é usado como co-monómero, a relação em forma de U entre o nível de cristalinidade e glicolido composição desaparece. Isto é porque polilactida de 100% de composição de DL-lactido é totalmente amorfo. bandas de IR associados com moléculas Vicryl nos domínios amorfos são 560, 710, 850, e 888 cm-1, enquanto que 590, 626, 808, 900, e 972 cm-1 estão associados com os domínios cristalinos. Tal como PGA, estas bandas de IR podem ser usadas para avaliar a extensão da hidrólise. Um relativamente novo copolímero bloco de glicólido e carbonatos, tais como carbonato de trimetileno, tem sido comercializada. Maxon é feita a partir de um copolímero de blocos de glicólido e 1,3-dioxano-2-ona (carbonato de trimetileno ou GTMC) e é composto por 32,5% em peso (ou 36% em mol) de carbonato de trimetileno O processo de polimerização de Maxon é dividido em duas fases . A primeira fase é a formação de um bloco central que é um copolímero aleatório de glicólido e 1,3-dioxano-2-ona. Dietilenoglicol é usado como um iniciador e dihidrato de cloreto estanoso (SnCl2 · 2H2O), que serve como catalisador.

A polimerização é conduzida a cerca de 180 ° C. A proporção em peso do glicolido a carbonato de trimetileno no bloco do meio é 15:85. Após a síntese do bloco do meio, a temperatura do banho reativa é aumentada para cerca de 220 ° C para evitar a cristalização do copolímero de glicólido e monómeros adicionais como os blocos terminais são adicionados ao banho de reacção para formar o copolímero tribloco final. O último copolímero à base de glicólido que tornou-se comercialmente bem sucedido é Monocryl s. É um copolímero de bloco segmentado consistindo em ambos os segmentos macios e duros. A finalidade de ter segmentos moles no copolímero é de fornecer boas propriedades de manuseamento como a flexibilidade, enquanto que os segmentos duros são usados para proporcionar uma resistência adequada. O processo de copolimerização genérico entre o ácido glicólico e ε-caprolactona foi relatado por Fukuzaki et ai. no Japão [1989, 1991]. Os copolímeros resultantes foram copolímeros biodegradáveis de peso molecular baixo de ácido glicólico e várias lactonas para fins de entrega de drogas potenciais. A composição da lactona variou de tão baixo quanto 15 para tão alto quanto 50 mol% e a média para o peso molecular variou de 4510 para 16.500. A temperatura de transição vítrea entre 18 e -43 ° C, dependendo da composição