Polímeros bioinertes para materiales bioinertes
Algunos materiales necesitan existir en el cuerpo durante mucho tiempo y la gente espera hacerlos biológicamente inertes, es decir, que los materiales sean estables en el cuerpo y no causen reacciones dañinas al huésped. Los materiales poliméricos médicos no degradables incluyen principalmente poliuretano, caucho de silicona, polietileno acrílico, etc., que se utilizan ampliamente en la reparación y materiales adhesivos de tejidos y órganos blandos y duros, como ligamentos, tendones, piel, vasos sanguíneos y órganos artificiales humanos. , huesos y dientes Fabricación de recubrimientos, lentes intraoculares, etc. Sus características son que la mayoría de ellos no tienen actividad biológica, no son fáciles de combinar firmemente con los tejidos y pueden provocar fácilmente reacciones como intoxicación y alergias. Los polímeros bioinertes comunes son los siguientes: el cloruro de polivinilo tiene un grado de polimerización de aproximadamente 590,1500 (el peso molecular promedio en número de BP es de aproximadamente 3,6 a 9,3 millones), tiene buena estabilidad química, buena resistencia a productos químicos y disolventes orgánicos y es resistente a ácidos ( El efecto de cualquier concentración de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico al 90%, ácido nítrico diluido, álcali (menos del 20%) y sal es estable. Es fácilmente soluble en dimetilformamida, ciclohexanona, tetrahidrofurano y otros disolventes. Tiene buenas propiedades mecánicas y eléctricas, pero poca estabilidad térmica y a la luz. Su punto de reblandecimiento es de 80°C. Comienza a descomponerse y cambiar de color a 130°C. 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 la resistencia a la tracción.
Desde el siglo XXI, se ha descubierto que el monómero de cloruro de vinilo es cancerígeno. Muchos países exigen que la cantidad residual de cloruro de vinilo en los productos de PVC para envases médicos y alimentarios sea inferior a 1 ppm, y la cantidad disuelta. La cantidad debe ser inferior a 0,05 ppm. La producción de productos plásticos de cloruro de polivinilo, como implantes y bolsas para transfusión de sangre, bolsas para almacenamiento de sangre, etc., debe tener en cuenta la cantidad de hemólisis del plastificante y la toxicidad del plastificante, y debe. Se utilizará de acuerdo con la seguridad del material. Condiciones estrictas de detección. Excepto por la escasa estabilidad térmica y la dificultad de calentar, hervir y esterilizar, los productos de PVC tienen otras buenas propiedades. Se utiliza ampliamente en bolsas de almacenamiento de sangre y transfusión de sangre, así como en la fabricación de tubos de infusión, vasos sanguíneos, máquinas de derivación extracorpórea, peritoneo artificial, uretra artificial, bolsas pulmonares artificiales (bolsas compatibles con e) y suministros de protección laboral para el corazón. El politetrafluoroetileno, conocido como el "rey de los plásticos", se polimeriza a partir de monómero de tetrafluoroetileno: iniciador de peróxido inorgánico, que se divide en método de alta presión y método de baja presión según la presión de polimerización.
El politetrafluoroetileno se caracteriza por ser el plástico con mejor resistencia a las altas temperaturas, con un punto de fusión de cristalización de hasta 327°C, inercia química casi completa, autolubricante o no pegajoso, no se infiltra fácilmente. por el fluido tisular y excelente resistencia a las propiedades químicas, eléctricas, superficiales y 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 uréter artificial, conducto biliar, tráquea, laringe, ligamentos y tendones, dilatador esofágico, sangre artificial, válvula cardíaca artificial, vaso sanguíneo artificial, anillo de sutura de válvula cardíaca, terciopelo compatible con sangre, parche de arteria pulmonar y comunicación interventricular, etc. 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 el método de resina de politetrafluoroetileno. Blancas, elásticas y flexibles, conectadas con microfibras para formar una estructura de red. Estas microfibras forman innumerables poros, lo que permite que el politetrafluoroetileno expandido se doble a voluntad (más de 360 °), con buena compatibilidad sanguínea y resistencia al envejecimiento biológico. Se utiliza para fabricar vasos sanguíneos artificiales, parches cardíacos y otros productos médicos. Desde un punto de vista médico, actualmente es el sustituto biológico de tejido más ideal. Debido a su buena biocompatibilidad y estructura microporosa única, no es tóxico, no es cancerígeno, no es alergénico y tiene otros efectos secundarios. Las células del tejido humano y los vasos sanguíneos pueden crecer en sus microporos para formar conexiones tisulares, al igual que el tejido autólogo. El efecto de la rinoplastia es muy ideal.
Limitaciones de la aplicación del politetrafluoroetileno: es costoso; los microporos en la superficie de la bentonita pueden ocultar bacterias, algunas de las cuales son patógenos oportunistas y no causarán infección en circunstancias normales. Sin embargo, debido a su porosidad, será difícil de controlar una vez que la infección esté infectada. Generalmente, sólo se puede eliminar y la operación de eliminación es relativamente difícil. Durante los últimos 2000 años, los materiales poliméricos de silicona se han utilizado ampliamente en medicina. , como caucho de silicona, agentes antibacterianos de sal de amonio cuaternario de silicona, etc. Las siliconas se refieren a compuestos que contienen enlaces Si-O alternos, los más importantes de los cuales son compuestos poliméricos (SiR2-O-SiR2-O)n con grupos orgánicos en la cadena principal y las cadenas laterales.
Debido a su estructura química única, tienen muchas propiedades físicas, químicas y biocompatibilidad excelentes.
Debido a que el gel de sílice no es tóxico, es inodoro, biocompatible, no es sensible a la piel, biológicamente inerte, resistente a altas y bajas temperaturas, transpirable, tiene una permeabilidad de solución única y propiedades físicas y químicas estables, es ampliamente utilizado. utilizado en El campo de la medicina ha recorrido un largo camino.
Caucho de silicona El caucho de silicona es una gran clase de materiales poliméricos de silicona médica. No es tóxico, no es corrosivo, no causa coagulación, no es cancerígeno, no es sensibilizante y no causa daños ambientales. Daño cuando se inyecta o se usa en el cuerpo. Tiene características como inflamación de los tejidos y reacciones alérgicas, buena compatibilidad con el cuerpo humano y puede soportar duras condiciones de desinfección y esterilización. Es un material polimérico médico ideal. Los productos de caucho de silicona no pierden elasticidad y resistencia a la tracción durante mucho tiempo después de ser implantados en el cuerpo humano. Por ejemplo, se requiere que las válvulas artificiales y los corazones artificiales no causen trombosis; los vasos sanguíneos artificiales deben tener una malla fina cuando se usan para diálisis de riñón artificial y deben poder penetrar compuestos moleculares pequeños como la urea pero no sustancias moleculares grandes como el suero; Las proteínas del caucho de silicona pueden cumplir completamente los requisitos anteriores. Desde medicina interna y cirugía hasta otorrinolaringología y ginecología, desde órganos artificiales hasta materiales médicos, como cánulas intravenosas, catéteres, tubos de bomba de circulación extracorpórea artificial y diversas transfusiones de sangre y tubos de infusión.
El aceite de silicona dimeticona se utiliza ampliamente en el campo médico debido a su inercia fisiológica y sus buenas propiedades antiespumantes. El agente antiespumante de la sangre con aceite de silicona tiene las ventajas de no ser tóxico, no dañar la sangre y ser un antiespumante rápido y completo. Instrumentos, instrumentos y utensilios utilizados para procesar dispositivos artificiales de circulación sanguínea y transfusiones de sangre, que pueden eliminar las burbujas de oxígeno en la sangre de circulación extracorpórea para asegurar la circulación sanguínea normal y la implementación de la cirugía cardiopulmonar. La PAM se puede dividir en no iónica, aniónica y catiónica según las propiedades eléctricas de sus grupos en solución acuosa. Sin embargo, no importa qué tipo de PAM, se produce mediante polimerización por radicales libres de homopolímero de acrilamida (AM). *. Sus métodos de síntesis incluyen polimerización en solución acuosa homogénea, polimerización en emulsión inversa y polimerización en suspensión inversa. Según los métodos de iniciación de radicales libres AM, se puede dividir en polimerización iniciada químicamente, polimerización por radiación y polimerización con luz ultravioleta.
En medicina, el hidrogel de acrilamida se puede utilizar para la encapsulación y liberación controlada de fármacos y enzimas, electroforesis (pruebas) de proteínas, materiales e implantes de órganos artificiales (lentes intraoculares, córneas artificiales, cartílagos artificiales, prótesis uretrales, sustitutos de tejidos blandos). El poliuretano (PU) es uno de los materiales más ideales en el campo médico. Generalmente, está elaborado a partir de diisocianato y un glicol, diamina o ácido dicarboxílico que contiene hidrógeno activo. Utilice dioles macromoleculares de poliéster o poliéter como materia prima, reaccione con diferentes diisocianatos y diferentes dioles de molécula pequeña, diaminas, alcoholaminas, etc. como extensores de cadena, y controle las condiciones de reacción, que pueden basarse en los requisitos de diseño de materiales con una amplia gama. de propiedades se obtienen.
El elastómero de poliuretano tiene buenas propiedades anticoagulantes y propiedades físicas y mecánicas como resistencia al desgaste, elasticidad y resistencia a la flexión, y se ha convertido en uno de los materiales poliméricos anticoagulantes más investigados y aplicados. En los últimos treinta años se han realizado diversas mejoras, modificaciones y desarrollos al clásico elastómero de poliuretano (poliuretano en bloque). Sobre esta base se han formado poliuretano injertado, poliuretano iónico, poliuretano de carga superficial con sustancias activas anticoagulantes, etc. Diversos tipos de materiales de poliuretano anticoagulantes.
Estructuralmente, el poliuretano tiene propiedades únicas porque su grupo poliuretano (-CONH-) puede considerarse como una combinación de ftalato de amina (-NH-) y carbonato (-CO-). Es duro y elástico, y también tiene excelente resistencia al desgaste, resistencia al desgarro, resistencia a la radiación, alta resistencia y estabilidad química.
Se han logrado muchos resultados en la aplicación médica del poliuretano y se han formado una serie de materiales biomédicos de poliuretano en bloques de poliéter con valor comercial. Las principales aplicaciones son las siguientes:
< p. >(1) Membranas de órganos artificiales y dispositivos médicos. El poliuretano en bloque de poliéter domina los elastómeros médicos debido a su excelente estabilidad hidrolítica, compatibilidad con la sangre y resistencia superior al caucho de silicona. Por ejemplo, se utiliza en bombas de sangre (corazones artificiales) y vasos sanguíneos artificiales, dispositivos de asistencia cardíaca, derivaciones cardíacas, membranas de diálisis de riñones artificiales, ventrículos artificiales, válvulas cardíacas artificiales, catéteres de diagnóstico y terapéuticos, marcapasos, etc.(2) Piel artificial y prótesis. La espuma blanda de poliuretano no sólo es elástica, sino que también tiene buena permeabilidad al aire, lo que la hace adecuada para fabricar piel artificial, que puede promover el crecimiento de la propia piel del cuerpo humano. Además, el poliuretano tiene una excelente flexibilidad y es un material ideal para fabricar prótesis modernas, de última generación, ligeras y duraderas.
(3) Materiales de reducción y fijación de fracturas. Después de una fractura humana, se requiere un tratamiento de reducción y fijación.
En el pasado, los vendajes de yeso se usaban principalmente, sin embargo, debido al gran peso, la baja resistencia, la escasa permeabilidad al aire, la escasa impermeabilidad, la irritación de la piel y la opacidad de los rayos X del yeso, generaban muchos inconvenientes para médicos y pacientes. Los vendajes ortopédicos hechos de poliuretano tienen alta resistencia, peso ligero, buena permeabilidad al aire y resistencia al agua, velocidad de curado rápida, fácil operación y buena transparencia a los rayos X. Se pueden restablecer y fijar bajo irradiación de rayos X y se pueden usar en cualquier lugar. tiempo sin quitar el vendaje. Verifique la reducción, fijación y curación de la fractura para mejorar el efecto del tratamiento.
(4) Adhesivo de poliuretano para tejidos blandos. Los adhesivos para tejidos blandos de alfa-cianoacrilato tienen baja toxicidad. Desde el año 2000, ha habido un gran desarrollo hacia los adhesivos para tejidos blandos de poliuretano de curado rápido. Se han utilizado como recubrimientos para cirugías cardiovasculares para prevenir el sangrado de las suturas. Un adhesivo de poliuretano con isocianato aromático fluorado que cura en 2 minutos para la hemostasia de la laceración del hígado y la unión de incisiones en la piel.
(5) Poliuretano biodegradable e hidrogel de poliuretano El poliuretano biodegradable a base de vinagre de oxalato se puede utilizar para tratar aneurismas infantiles y como adhesivos médicos, mientras que la policaprolactona o poliuretano elaborado a partir de productos naturales se hidroliza fácilmente y se degrada enzimáticamente en el cuerpo humano. Los hidrogeles de poliuretano preparados con polietilenglicol hidrófilo tienen un contenido de agua del 67% y en algunos casos hasta el 80% o más.
Además, el poliuretano también se puede utilizar como membranas para esófago artificial, bolsas de aire y pacientes con insuficiencia respiratoria aguda.
Tratamiento de intubación pulmonar y diálisis de intubación subclavia de doble luz.