¿Qué son los materiales inertes?
Los materiales inertes se refieren a materiales cuyas propiedades químicas son muy estables y no son propensos a reacciones químicas con otras sustancias.
Por ejemplo: Los materiales bioinertes se refieren a un tipo de materiales biomédicos que pueden permanecer estables en el entorno biológico y no sufrir o solo sufrir reacciones químicas débiles. Son principalmente biocerámicas inertes y materiales metálicos y aleaciones médicos. . Dado que en la práctica no existen materiales completamente inertes, los materiales biológicamente inertes básicamente no sufren reacciones químicas en el cuerpo humano. La combinación entre ellos y los tejidos se debe principalmente a la formación de una conexión mecánica entre el tejido y su superficie rugosa e irregular. Esa es la combinación de formas.
Los materiales y aplicaciones bioinertes comunes incluyen:
Polietileno (PE)
El polietileno es una molécula no polar en forma de cadena que es extremadamente resistente a los agentes químicos. estable, resistente a ácidos y álcalis. El polietileno es muy resistente, algo flexible y muy aislante. Debido a que el polietileno tiene excelentes propiedades físicas y mecánicas, su estabilidad química, resistencia al agua y biocompatibilidad son buenas, es insípido, no tóxico, inodoro y no presenta reacciones adversas cuando se implanta en el cuerpo. Por lo tanto, se utiliza ampliamente en el campo de los polímeros médicos y es el mayor consumidor de polímeros médicos. El polietileno de peso molecular ultraalto tiene una fuerte resistencia al desgaste, un pequeño coeficiente de fricción, una pequeña deformación por fluencia, una alta estabilidad química e hidrofobicidad. Es un material ideal para fabricar caderas, codos y articulaciones de los dedos artificiales. El polietileno de alta densidad también se puede utilizar como pulmones artificiales, tráquea artificial, laringe artificial, riñón artificial, uretra artificial, hueso artificial, materiales de reparación ortopédica y suministros médicos desechables.
Polietileno (PVC)
El grado de polimerización del cloruro de polivinilo es de aproximadamente 590,1500 (el peso molecular promedio en número de BP es de aproximadamente 36 000 a 93 000. Tiene buena estabilidad química y buena resistencia a). productos químicos y disolventes orgánicos, y es estable frente a ácidos (ácido clorhídrico de cualquier concentración, ácido sulfúrico al 90%, ácido nítrico diluido y álcalis por debajo del 20%) y sales a temperatura ambiente. Es soluble en dimetilformamida, ciclohexanona, tetrahidrofurano y otros disolventes. Tiene buenas propiedades mecánicas y eléctricas, pero poca estabilidad a la luz y al calor. Su punto de reblandecimiento es de 80°C. Comienza a descomponerse y cambiar de color a 130°C y precipita. cloruro de hidrógeno. Los productos de PVC se dividen en dos categorías: productos blandos y productos duros. Las propiedades del cloruro de polivinilo se pueden mejorar agregando plastificantes. Los plastificantes comúnmente utilizados incluyen ftalato de dibutilo, ftalato de dioctilo, aceite de soja epoxidado y fosfato de tricresilo. Los plastificantes pueden aumentar la capacidad de estiramiento y elasticidad del PVC, pero reducen su resistencia a la tracción.
Desde el siglo XXI, se ha descubierto que el cloruro de vinilo monómero es cancerígeno. Muchos países han estipulado que la cantidad residual de cloruro de vinilo en los productos de PVC para envases médicos y alimentarios debe ser inferior a 1 ppm. Para productos blandos de cloruro de vinilo, como implantes y transfusiones de sangre, bolsas de infusión y bolsas de almacenamiento de sangre, se debe considerar la cantidad de hemólisis y la toxicidad del plastificante, y se deben realizar controles estrictos de acuerdo con las condiciones de seguridad del material. Los productos de PVC tienen buenas propiedades, excepto que tienen poca estabilidad térmica y son difíciles de esterilizar calentándolos y hirviéndolos. Se utiliza en grandes cantidades para el almacenamiento de sangre y bolsas de transfusión de sangre, así como para la fabricación de tubos de infusión, vasos sanguíneos, dispositivos de circulación extracorpórea, peritoneo artificial, uretra artificial, barreras pulmonares artificiales tipo bolsa (por ejemplo, bolsas) y corazones artificiales.
Resina acrílica
La resina acrílica se polimeriza o polimeriza mediante acrilato, metacrilato o acrilato sustituido. La resina acrílica se caracteriza por su inercia biológica, buena compatibilidad con los tejidos, sin tres causas (cancerígena, teratogénica, mutagénica), no tóxica, fácil de esterilizar y desinfectar, buena resistencia mecánica, fuerte adhesión y puede curarse a temperatura ambiente. Es ampliamente utilizado en los campos biomédico y médico y de salud. La resina acrílica más utilizada es el polimetacrilato de metilo (PMMA), comúnmente conocido como plexiglás. Tiene buena biocompatibilidad, resistencia al envejecimiento y alta resistencia mecánica. Se utiliza en medicina para materiales de reparación de cráneo y huesos artificiales, articulaciones artificiales y relleno de tórax. materiales, adhesivos para articulaciones artificiales y materiales óseos, así como dentaduras postizas, cubetas dentales, etc. El PMMA hidrofílico modificado se utiliza en oftalmología, apósitos para quemaduras, microcápsulas, etc.
Politetrafluoroetileno
El politetrafluoroetileno es conocido como el "Rey de los Plásticos" Se obtiene polimerizando monómero de tetrafluoroetileno: inorgánico. El peróxido se utiliza principalmente como iniciador. Según la presión de polimerización, se divide en método de alta presión y método de baja presión.
El politetrafluoroetileno es el mejor plástico resistente a altas temperaturas con un punto de fusión de cristalización de hasta 327 °C. Es casi completamente inerte químicamente, tiene propiedades autolubricantes o antiadherentes y no se infiltra fácilmente. fluido tisular y tiene excelentes propiedades químicas, propiedades eléctricas, propiedades superficiales y propiedades físicas y mecánicas. No es fácil de coagular y tiene poca reacción tisular después de la implantación. Es ampliamente utilizado en órganos artificiales y materiales de reparación de tejidos, suturas médicas, materiales para dispositivos médicos, etc. Como uréteres artificiales, conductos biliares, tráquea, laringe, ligamentos y tendones, dilatadores esofágicos, sangre artificial, válvulas cardíacas artificiales, vasos sanguíneos artificiales, anillos de sutura de válvulas cardíacas, terciopelo compatible con la sangre, parches de defecto del tabique ventricular y de la arteria pulmonar. Mandibular, materiales para articulaciones de cadera, reparación de huesos orbitarios, materiales para rinoplastia
El politetrafluoroetileno expandido es un material de politetrafluoroetileno especial, que se procesa especialmente estirando la resina de politetrafluoroetileno. Blanco, elástico y flexible, con una estructura de red formada por la conexión de microfibras. Estas microfibras forman innumerables poros, lo que permite que el PTFE expandido se doble a voluntad (más de 360°). Tiene buena compatibilidad sanguínea y es resistente. envejecimiento biológico Se utiliza en la fabricación de vasos sanguíneos artificiales, parches cardíacos y otros productos médicos. Desde una perspectiva médica, actualmente es el sustituto de tejido biológico más ideal. Debido a su buena biocompatibilidad y estructura microporosa única, no es tóxico, no cancerígeno, no alergénico y tiene otros efectos secundarios, y las células del tejido humano y los vasos sanguíneos pueden crecer en sus microporos para formar conexiones tisulares, al igual que el tejido autólogo. Los resultados de la rinoplastia son muy satisfactorios.
Limitaciones de la aplicación de politetrafluoroetileno: es costoso; los microporos en la superficie expandida pueden ocultar bacterias. Algunas bacterias son patógenos oportunistas y no causarán infección en circunstancias normales. Sin embargo, debido a sus características porosas, será difícil de controlar una vez que se produzca la infección. Generalmente, debe eliminarse y la operación de eliminación es difícil.
Polímero de silicona orgánica
En. 2000, polímeros de silicona orgánica Los materiales moleculares se han utilizado ampliamente en medicina, como el caucho de silicona, agentes antibacterianos y antifúngicos de sal de amonio cuaternario de silicona, etc. El silicio orgánico se refiere a compuestos que contienen enlaces Si-O alternos, los más importantes de los cuales son compuestos poliméricos con (SiR2-O-SiR2-O)n como cadena principal y grupos orgánicos en las cadenas laterales. Debido a su estructura química única, tiene muchas propiedades físicas y químicas excelentes y biocompatibilidad.
Debido a que la silicona tiene las características de no tóxica, inodoro, buena biocompatibilidad, sensibilización no cutánea, inercia biológica, resistencia a altas y bajas temperaturas, buena permeabilidad al aire, permeabilidad de solución única y propiedades físicas y químicas estables, etc., ha logrado grandes avances en el campo médico.
Caucho de silicona El caucho de silicona es una categoría importante de materiales poliméricos de silicona médica. No es tóxico, no es corrosivo, no causa coagulación, no es cancerígeno y no causa síntomas. Después de la inyección o el uso en el cuerpo humano, tiene características como inflamación y reacciones alérgicas en los tejidos circundantes, buena compatibilidad con el cuerpo humano y puede soportar duras condiciones de desinfección. Es un material polimérico médico ideal. Los productos de caucho de silicona no pierden su elasticidad y resistencia a la tracción después de una implantación prolongada en el cuerpo humano. Por ejemplo, se requiere que las válvulas y los corazones artificiales no causen trombosis; los vasos sanguíneos artificiales deben tener una malla fina durante la diálisis de los riñones artificiales y deben poder pasar a través de compuestos moleculares pequeños como la urea pero no a través de moléculas grandes como el suero; proteínas El caucho de silicona cumple con los requisitos anteriores Totalmente satisfactorio. Desde medicina interna y cirugía hasta otorrinolaringología y ginecología, desde órganos artificiales hasta materiales médicos, como catéteres intravenosos, catéteres urinarios, tubos de bomba de circulación extracorpórea artificial y diversas transfusiones de sangre y tubos de infusión, etc.
La mayoría de ellos están hechos de caucho de silicona.
El aceite de silicona dimetil silicona es muy utilizado en tratamientos médicos debido a su inercia fisiológica y sus buenas propiedades antiespumantes. El antiespumante de sangre de silicona tiene las ventajas de no ser tóxico, no destructivo para la sangre, desespumante rápido y completo, etc. Se utiliza para tratar dispositivos e instrumentos de circulación sanguínea artificial, instrumentos y utensilios para transfusiones de sangre, y puede eliminar burbujas de oxígeno en extracorpóreo. circulación sangre. , para asegurar la circulación sanguínea normal y la implementación de la cirugía cardiopulmonar.
La poliacrilamida
La PAM se puede dividir en no iónica, aniónica y catiónica según las propiedades eléctricas de sus grupos en solución acuosa, pero no importa qué tipo de PAM sea, todas son Homopolímeros o polímeros formados por polimerización por radicales libres de monómero de acrilamida (AM). Sus métodos de síntesis incluyen polimerización en solución acuosa homogénea, polimerización en emulsión inversa y polimerización en suspensión inversa. Según el método de iniciación de radicales libres AM, se puede dividir en polimerización iniciada químicamente, polimerización por radiación y fotopolimerización UV.
En medicina, el hidrogel de acrilamida se puede utilizar para la liberación controlada de fármacos y la encapsulación de enzimas, electroforesis de proteínas (pruebas), materiales e implantes de órganos artificiales (lente intraocular, córnea artificial, cartílago artificial, prótesis uretrales, sustitutos de tejidos).
Poliuretano (PU)
El poliuretano (PU) es uno de los materiales más ideales en el campo médico. Generalmente, el diisocianato se hace reaccionar con dioles, diaminas o ácidos dicarboxílicos que contienen hidrógeno activo, se usan dioles macromoleculares de poliéster o poliéter como materia prima para reaccionar con diferentes diisocianatos, y se usan diferentes dioles, diaminas y alcoholaminas de molécula pequeña como extensores de cadena. para controlar las condiciones de reacción, y se pueden obtener materiales con una amplia gama de propiedades de acuerdo con los requisitos de diseño.
El elastómero de poliuretano tiene buenas propiedades anticoagulantes y buenas propiedades físicas y mecánicas, como resistencia al desgaste, elasticidad y resistencia a la flexión. Se ha convertido en el polímero anticoagulante más estudiado y utilizado. En los últimos treinta años, la gente ha realizado diversas mejoras, modificaciones y desarrollos en el elastómero de poliuretano clásico (poliuretano en bloque), formando poliuretano injertado, poliuretano iónico y sustancias activas anticoagulantes cargadas en la superficie. Varios tipos de materiales de poliuretano anticoagulantes, como el poliuretano. .