Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полимерные биоматериалы в медицине. Часть 5

21 октября 2020
Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полимерные биоматериалы в медицине. Часть 5

Продолжаем рассматривать уже знакомые пластики с новой стороны и, в частности, применительно к медицинским задачам. Так, фторполимеры активно используются не только в производстве труб и трубопроводной арматуры. Например, необходимость наложения швов на очень деликатные и сложные ткани привела к разработке и использованию швов на основе таких фторполимеров, как PTFE, поливинилиденфторид (PVDF) и сополимеров PVDF и гексафторпропилена (HFP). ПТФЭ – стабильный (температура плавления составляет +327 oC) полукристаллический линейный полимер. Шовные нити его сополимера ePTFE представляют собой высококристаллические микропористые волокна, полученные путем мокрого формования водной смеси порошка PTFE и ксантогената целлюлозы. Морфология волокон ePTFE состоит из узелков, соединенных тонкими кристаллическими волокнами, которые контролируют прочность на разрыв. Механические свойства, биологический отклик и обращение с ними напрямую связаны с пористостью волокон ПТФЭ. Жесткость на изгиб шовного материала ePTFE низкая из-за микропористой структуры, но пористая структура также способствует снижению прочности.

PVDF также является высококристаллическим (температура его плавления примерно +175 oC, в зависимости от условий окружающей среды). Шовные материалы, изготовленные из ПВДФ, обладают хорошим сопротивлением ползучести и сохранением прочности на разрыв. Морфологические исследования показали высокую стабильность поверхности, то есть отсутствие видимых признаков объемного или поверхностного разрушения. Швы из ПВДФ подвержены термоокислительной деградации, но могут быть легко стерилизованы гамма-излучением. PVDF вызывает умеренный тканевый и клеточный ответ, а его поведение подобно шовному материалу из полипропилена. Шовные материалы, полученные из сополимеров ПВДФ и ГФП, изначально были разработаны для объединения в один материал полезных свойств обработки и биологической реакции ПВДФ и полипропилена. Кроме того, нити PVDF / HFP были разработаны для имитации прочности полиэфирных нитей. Прочность на разрыв, размер, биологический отклик и обращение с шовными материалами из ПВДФ / ГФП можно адаптировать, изменяя состав сополимеров. Основной целевой областью для использования швов PVDF / HFP является закрытие ран во время сердечно-сосудистых, неврологических и офтальмологических операций. Эти шовные нити PVDF / HFP обычно используются как мононити без покрытия. Среди наиболее часто используемых материалов для нерассасывающихся нитей на основе полиэстера – ПЭТ и ПБТ. Кроме того, существуют шовные материалы на основе полиэфира, изготовленные из сополимеров политетраметиленэфир-терефталата и политетраметилен-терефталата, которые называются полиэфирами.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полимерные биоматериалы в медицине. Часть 5

ПЭТ получают конденсационной полимеризацией этиленгликоля и терефталевой кислоты. ПЭТ – это полимер с температурой плавления примерно 265 °С. Термическая стабильность ПЭТ позволяет формовать из расплава волокна с различными профилями. Во время обработки волокна подвергаются горячей вытяжке, что улучшает ориентацию молекул, кристалличность и прочность на разрыв. Шовные нити из полиэтилентерефталата коммерчески доступны в виде мононити с покрытием или без покрытия или в виде плетеной мультифиламентной конфигурации. Обработка поверхности швов из ПЭТ включает покрытие из ПТФЭ и силикона. Шовные материалы из ПЭТ очень устойчивы в биологической среде без признаков гидролитической деградации. Прочность швов из ПЭТ сохраняется в течение длительного периода времени. Реакция ткани на швы из ПЭТ зависит от конфигурации плетеного мультифиламента и моноволокна, имеющих умеренную и низкую реактивность ткани соответственно. По сравнению с ПЭТ нити ПБТ (полибутилентерефталата) обычно менее хрупкие и жесткие из-за более длинного алифатического сегмента в структуре полимера. Полибутестерные нити получают из блок-сополимеров PBT и политетраметиленэфира гликольтерефталата (PTMG). В сополимере PBT представляет собой твердый сегмент, а PTMG – гибкий.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полимерные биоматериалы в медицине. Часть 5

Химическая несовместимость между твердыми блоками PBT и мягкими блоками PTMG придает этим сополимерам эластомерные свойства. Такое уникальное механическое поведение делает полибутестерные швы идеальными для ран, склонных к образованию отеков. Синтетические рассасывающиеся нити изготовлены из полимеров, способных разлагаться в биологической среде без вредных воздействий. Одним из основных преимуществ рассасывающихся швов является отсутствие необходимости посещения врача для их снятия. Эти шовные нити представляют собой гомополимеры или сополимеры на основе разлагаемых полимерных звеньев, таких как полигликолевая кислота, полимолочная кислота или поли-п-диоксанон. Полигликолевая кислота (PGA) может быть синтезирована конденсацией или полимеризацией с раскрытием цикла. Швы на основе PGA были первыми рассасывающимися нитями. Шовные материалы PGA коммерчески доступны с покрытием или без покрытия в плетеной конфигурации. Гликолид сополимеризован с молочной кислотой, триметиленкарбонатом и 3-капролактоном. Гликолевую кислоту сополимеризовали с L- или DL-молочной кислотой с образованием статистического сополимера. Эффективность швов гликолид-L-лактида зависит от состава. Начальная прочность на разрыв и удерживание в процессе заживления зашитой гликолид-L-лактидом раны напрямую зависят от концентрации кристаллизующихся мономеров гликолида.

Сополимеры на основе DL-лактида не проявляют такой же зависимости свойств, как наблюдаемая для сополимеров L-лактида. Гликолид был сополимеризован с триметиленкарбонатом с образованием трехблочного сополимера, в котором средний блок представляет собой статистический сополимер гликолида и триметиленкарбоната, а клеммы – на основе гликолида. Эти нити доступны в виде мононити без покрытия. Сополимеризация гликолида и 3-капролактона приводит к образованию сегментированных сополимеров. В этих сополимерах гликолид и 3-капролактон образуют соответственно мягкий и жесткий сегменты. Поли-п-диоксанон (PDS) синтезируется полимеризацией с раскрытием цикла 1,4-диоксанон-2,5-диона. Монофиламентные нити получают путем вытягивания из расплава. Волокна подвергаются процессу вытяжки для улучшения прочности на разрыв и улучшения характеристик. Недавно были предприняты попытки сополимеризовать PDS с PGA и PLLA для получения шовных материалов с различными свойствами. Текущие исследования в области швов для закрытия ран заключаются в том, чтобы включить в шов дополнительные функции, помимо закрытия раны. Эти усилия включают в себя контроль раневой инфекции путем разработки антимикробных швов и ускорение процесса заживления ран с помощью биоактивного материала, такого как хитин, или доставки терапевтических средств, которые могут повлиять на реакцию заживления ран.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полимерные биоматериалы в медицине. Часть 5

Теперь несколько слов о полимерных биоматериалах в искусственных органах. Искусственные органы обеспечивают операции массопереноса для поддержки вышедших из строя или поврежденных систем органов. Обычные примеры включают заменитель почек, гемодиализ, искусственное кровообращение, терапию аферезом, перитонеальный диализ, заменитель и вспомогательное средство для легких и разделение плазмы. Важнейшим компонентом искусственного органа является мембрана, которая служит для отделения нежелательного вещества от крови или плазмы. В идеале материалы, используемые в качестве мембраны в этих конкретных применениях, должны обладать соответствующей клеточной и молекулярной проницаемостью, а также совместимостью с кровью (то есть гемосовместимостью). На протяжении многих лет в качестве мембранных материалов использовались как натуральные, так и синтетические полимеры.

Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. Полимерные биоматериалы в медицине. Часть 5

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад