¿Cuáles son las características específicas de los materiales utilizados en las arterias artificiales que deben tenerse en cuenta?
Por ejemplo, los materiales bioinertes se refieren a un tipo de materiales biomédicos que permanecen estables en entornos biológicos y no sufren o sólo sufren reacciones químicas débiles. Incluyen principalmente biocerámicas inertes y metales y aleaciones médicas. Debido a que en la práctica no existen materiales completamente inertes, los materiales bioinertes básicamente no sufren reacciones químicas en el cuerpo. La combinación entre ellos y los tejidos es principalmente el crecimiento del tejido y su superficie rugosa para formar una conexión mecánica incrustada, es decir, una conexión morfológica. combinación.
Los materiales bioinertes comunes y sus aplicaciones son:
Polietileno (PE)
El polietileno es una molécula no polar en forma de cadena que químicamente es El material es extremadamente estable y resistente a ácidos y álcalis. El polietileno es muy resistente, flexible y altamente aislante. Debido a sus excelentes propiedades físicas y mecánicas, el polietileno tiene buena estabilidad química, resistencia al agua y biocompatibilidad, es insípido, no tóxico e inodoro y no presenta reacciones adversas después de ser implantado en el cuerpo humano. Por lo tanto, se utiliza ampliamente en el campo de los polímeros médicos y es uno de los tipos de polímeros médicos más consumidos. El polietileno de peso molecular ultraalto tiene un pequeño coeficiente de fricción resistente al desgaste, pequeña deformación por fluencia, alta estabilidad química e hidrofobicidad. Es un material ideal para fabricar articulaciones artificiales de cadera, codo y dedos. 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.
Cloruro de polivinilo (PVC)
El grado de polimerización del cloruro de polivinilo es de aproximadamente 590,1500 (el peso molecular promedio de BP es de aproximadamente 3,6 a 9,3 millones. Tiene buena estabilidad química y). Tiene buena resistencia a productos químicos y disolventes orgánicos, estable frente a ácidos (ácido clorhídrico, 90% de ácido sulfúrico, ácido nítrico diluido, menos de 20% de álcali) y sales a temperatura ambiente. ) y la sal son estables. 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.
Es ampliamente utilizado en almacenamiento de sangre, bolsas de transfusión de sangre y en la fabricación de tubos de infusión, vasos sanguíneos, dispositivos de circulación extracorpórea, peritoneo artificial, uretra artificial, bolsas de barrera pulmonar artificiales, bolsas compatibles electrónicamente) y trabajo de parto que ingresa al corazón, etc.
Resina acrílica
La resina acrílica se produce por polimerización o polimerización directa de acrilato, metacrilato o acrilato sustituido. La resina acrílica tiene las características de inercia biológica, buena compatibilidad con los tejidos, sin tres propiedades (cancerígena, teratogénica, mutagénica), no tóxica, fácil de esterilizar y desinfectar, buena resistencia mecánica, fuerte adhesión y puede curarse a temperatura ambiente. Se utilizan ampliamente en biomedicina y atención sanitaria. La resina acrílica más utilizada es el metacrilato de polimetilo (PMMA), comúnmente conocido como plexiglás. Tiene las características de buena biocompatibilidad, resistencia al envejecimiento y alta resistencia mecánica. Se utiliza en medicina para materiales de reparación de cráneo, huesos artificiales y articulaciones artificiales. , materiales de relleno torácico, articulaciones artificiales y materiales óseos, adhesivos, dentaduras postizas, bandejas dentales, etc. El PMMA hidrófilo modificado se utiliza ampliamente en oftalmología, apósitos para quemaduras, microcápsulas, etc.
Politetrafluoroetileno
El politetrafluoroetileno es conocido como el "rey de los plásticos". Durante la polimerización, el monómero de tetrafluoroetileno y el peróxido inorgánico. se utilizan como iniciadores Según la presión de polimerización, se divide en método de alta presión y método de baja presión.
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 la 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 expandida pueden ocultar bacterias. Algunas bacterias son patógenos oportunistas y generalmente no causan infección. Sin embargo, debido a su porosidad, es difícil de controlar una vez que la infección está infectada. Generalmente, sólo se puede eliminar, y la operación de eliminación es difícil.
Polímero de silicona orgánica
Ya que. 2000, polímero de silicona Los materiales químicos se han utilizado ampliamente en medicina, como el caucho de silicona, los agentes antibacterianos y antifúngicos de amonio cuaternario de silicio orgánico, etc. El silicio orgánico se refiere 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 resistir la esterilización y la esterilización en condiciones adversas. 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 coágulos de sangre; los vasos sanguíneos artificiales deben tener una malla fina cuando se usan para diálisis de riñón artificial, deben poder pasar a través de compuestos moleculares pequeños como la urea, pero no a través de compuestos moleculares grandes; Sustancias como las proteínas séricas del caucho de silicona pueden cumplir plenamente los requisitos anteriores. 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.
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 sangre con aceite de silicona tiene las ventajas de no ser tóxico, no dañar la sangre, ser antiespumante rápido y completo, etc. 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 y garantizar la circulación sanguínea normal y la función 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 un homopolímero o ****polímero formado 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 la 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 liberación controlada y encapsulación de enzimas, electroforesis de proteínas (pruebas), materiales e implantes de órganos artificiales (lente intraocular, córnea artificial, cartílago artificial, prótesis uretral, cuerpo blando). sustitutos de tejidos).
Poliuretano (PU)
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. Utilizando dioles macromoleculares de poliéster o poliéter como materia prima, reacciona con diferentes diisocianatos y diferentes dioles, diaminas y alcoholaminas de molécula pequeña como extensores de cadena, y controla las condiciones de reacción, que se pueden obtener de acuerdo con los requisitos de diseño. .
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), formando varios tipos de elastómeros anticoagulantes como el poliuretano de injerto, el poliuretano iónico, el poliuretano activo anticoagulante de superficie, etc. .