Implantes polimericos

Implantes polimericos

enquanto que na definição clássica biomaterial é “parte de um sistema que trata, aumenta ou substitua qualquer tecido, órgão ou função do corpo”.

  • enquanto que na definição clássica biomaterial é “parte de um sistema que trata, aumenta ou substitua qualquer tecido, órgão ou função do corpo”.

  • Biomateriais são materiais usados em contato com tecidos vivos no intuito de restaurar ou substituir tecidos danificados. O desenvolvimento de biomateriais mostra-se fundamentalmente importante, no sentido que desse desenvolvimento prescreve-se uma melhoria no nível de vida das pessoas, representada por um aumento na expectativa de vida, na saúde em geral e no bem estar da população. Dessa forma, observa-se nos últimos anos um enorme esforço no intuito de se produzir novos dispositivos.

Polímeros vêm sendo utilizados em aplicações biomédicas há mais de 50 anos. A flexibilidade de se projetar e selecionar polímeros com características únicas capazes de se adequarem à diferentes situações garantiu uma diversidade de aplicações deste tipo de material como biomateriais (que podem ser naturais ou sintéticos).

  • Polímeros vêm sendo utilizados em aplicações biomédicas há mais de 50 anos. A flexibilidade de se projetar e selecionar polímeros com características únicas capazes de se adequarem à diferentes situações garantiu uma diversidade de aplicações deste tipo de material como biomateriais (que podem ser naturais ou sintéticos).

  • Considerando os itens de maior impacto em cada grupo, os maiores gastos são com as áreas cardiovascular (variando de 56 a 80%), seguido pela ortopedia (de 36 a 20%).

  • Biomateriais é uma parte importante dos cerca de 300.000 produtos para uso na área da saúde. Em 2000, o mercado mundial de biomateriais foi estimado em 23 bilhões de dólares, com taxa de crescimento de 12% ao ano.

Considerando os itens de maior impacto em cada grupo, os maiores gastos são com as áreas cardiovascular (variando de 56 a 80%), seguido pela ortopedia (de 36 a 20%).

  • Considerando os itens de maior impacto em cada grupo, os maiores gastos são com as áreas cardiovascular (variando de 56 a 80%), seguido pela ortopedia (de 36 a 20%).

  • Dentre os biopolímeros, vêm se destacando mais recentemente os polímeros biodegradáveis que podem ser usados na substituição temporária de tecidos (enquanto estes se regeneram) ou como meio para a liberação controlada de fármacos.

Estrutura e propriedades dos polímeros

  • O que faz um polímero diferente:

    • Moléculas de grande tamanho e estrutura em forma de cadeias resultam em fortes interações
    • Atração é Química e Física
  • O que determina a magnitude das interações:

    • Ligações secundarias intermoleculares
      • Cadeias longas muito empacotadas (polietileno CH2-CH2)
      • Dipolo-dipolo, Pontes de Hidrogênio, Íons

Peso molecular

  • Peso molecular

    • Entre series homologas
      • propriedades atribuídas às forças intermoleculares, aumentam com o peso molecular:
    • Aumento da resistência mecânica, ponto de fusão e viscosidade
    • Eventos randômicos na formação das cadeias poliméricas
      • produzem uma mistura de comprimentos de cadeia

Tamanho de cadeia

  • Tamanho de cadeia

    • Existe uma distribuição de tamanhos de cadeia
    • Para polímeros usados como biomateriais é necessário determinar toda a curva de distribuição:
      • Prevalecendo na distribuição as cadeias grandes, há influencia na biocompatibilidade e solubilidade do polímero
      • Cadeias pequenas, podem causar a lixiviação do polímero

Tem-se como exemplo da influência de PM e tamanho da cadeia:

  • Tem-se como exemplo da influência de PM e tamanho da cadeia:

    • O HDPE (Polietileno de alta densidade) Utilização: recipientes flexíveis, cateteres, tecidos, seringas;
  • Peso molecular = 100.000 g/mol

  • Mais baixas resistência mecânica, regidez, resistência à fluência e atrito;

    • E o UHMWPE (Polietileno de altíssimo peso molecular)
  • Utilizado em prótese ortopédicas;

  • Peso molecular = 2.000.000 g/mol

  • Melhores propriedades mecânicas

  • Cadeias maiores apresentam maior número de emaranhados

Peso molecular X Propriedades

Questões no implante polimérico

  • Pureza do polímero

    • Devem ser observados aspectos como :
    • Catalisador, solventes (remanescentes da síntese)
    • Plastificadores
    • Solventes (produção)
    • Agentes esterilizantes

Propriedades químicas, físicas e mecânicas necessárias para o atendimento aos requisitos da aplicação

  • Propriedades químicas, físicas e mecânicas necessárias para o atendimento aos requisitos da aplicação

    • Desenvolvimento interdisciplinar
    • Fator tempo (biodegradabilidade)
  • Podem-se produzir polímeros sem oscilação das propriedades desejáveis

    • Variações na superfície (oxidação, contaminação)
    • Mudanças na cristalinidade (domínio estrutural)
    • Desenvolvimento de estresse

•Esterilização

  • •Esterilização

    • Resíduos
    • Degradação pode liberar substancias tóxicas
  • •Biocompatibilidade

    • Pode variar com o tempo (oxidação)
  • •Desenho mecânico apropriado?

    • Combinação de materiais
    • Função
  • • Processo de implante (quando requerido)

A obtenção dos implantes

  • Os polímeros descritos podem ser utilizados na preparação de implantes, os quais se apresentam, geralmente, na forma de bastão, discos ou membranas.

  • Os métodos de obtenção desses sistemas incluem: a moldagem, a extrusão e a preparação de filmes. Através da moldagem, a mistura de pós (contendo o polímero e a droga) previamente liofilizada é colocada em um molde desenvolvido na forma do implante, e podem ser utilizados o aquecimento e a pressão. Na extrusão, a mistura de pós é propulsionada continuamente pelo equipamento, passando por regiões de alta temperatura e pressão, onde ela é fundida e compactada na forma final do implante.

A preparação de filmes pode ser realizada através de fusão e pressão da mistura de pós ou por adição da solução. O método de adição da solução é o mais utilizado, e, nele, os componentes são dissolvidos em um solvente apropriado formando uma solução que é, então,

  • A preparação de filmes pode ser realizada através de fusão e pressão da mistura de pós ou por adição da solução. O método de adição da solução é o mais utilizado, e, nele, os componentes são dissolvidos em um solvente apropriado formando uma solução que é, então,

  • lançada sobre uma superfície lisa e não-adesiva. O solvente se evapora, e o filme formado é retirado da superfície.

Aplicações na cardiologia

  • A substituição de valvas lesadas por próteses é um meio comum de tratamento hoje em dia, que salva muitas vidas.

  • Na área cardiovascular cerca de 58% dos gastos corresponde a equipamentos biomédicos (cardioversores, cardiodesfibriladores e marca-passos), seguido por próteses endovasculares (“stents”) e válvulas cardíacas, correspondendo a, respectivamente, 22 e 4% dos gastos de um hospital de cardiologia. No caso dos stents, há uma tendência clara de aumento do uso de stents recobertos com fármacos (drug-eluting stents), com custo cerca de 4 vezes superior aos stents convencionais e produzido por grandes empresas multinacionais.

Aplicações na ortopedia

Ao que se diz respeitos às próteses temporárias referentes a recuperação de fraturas ósseas, os polímeros mais utilizados são os poli(alfa-hidróxi ácidos) e seus copolímeros, sendo possível a obtenção de materiais com diferentes propriedades mecânicas e diferentes taxas de degradação, de acordo com as proporções de monômeros usadas nas sínteses destes copolímeros.

  • Ao que se diz respeitos às próteses temporárias referentes a recuperação de fraturas ósseas, os polímeros mais utilizados são os poli(alfa-hidróxi ácidos) e seus copolímeros, sendo possível a obtenção de materiais com diferentes propriedades mecânicas e diferentes taxas de degradação, de acordo com as proporções de monômeros usadas nas sínteses destes copolímeros.

  • O processo de bioreabsorção desses materiais ocorre pela hidrólise de suas ligações ésteres em contato com os fluídos corpóreos, originando produtos na forma de oligômeros solúveis e não tóxicos que após sofrerem a ação metabólica do organismo são transformados em CO2 e H2O.

Aplicações na oftalmologia

  • O tratamento de doenças oculares que acometem o vítreo e a retina tem sido um problema devido à dificuldade de penetração das drogas no segmento posterior do bulbo ocular. Sistemas de liberação poliméricos implantados intravítreo estão sendo investigados para o tratamento de várias doenças vítreo-retinianas. Esses implantes são preparados a partir de diferentes polímeros, os quais podem ser biodegradáveis ou não biodegradáveis. Os polímeros derivados dos ácidos lático e glicólico têm se revelados bastante promissores devido, principalmente, às suas características de biocompatibilidade e biodegradabilidade.

Aplicações na odontologia

  • Vários polímeros vêm sendo usados em aplicações associadas com a odontologia. Entre essas aplicações destaca-se o uso de compósitos na substituição do amálgama em restaurações dentárias. Esses materiais restauradores são normalmente compostos de uma matriz polimérica baseada em dimetacrilatos reforçados por partículas de vidro. Após o preenchimento da cavidade com o material não polimerizado, inicia-se as reações de polimerização a partir da incidência de luz.

Aplicações em fios cirúrgicos

Conclusão

  • A área de implantes poliméricos agrupa uma série de produtos - de complexidade variada - relacionados com vários setores da saúde como ortopedia, cardiologia, odontologia, entre outros. Também são veículos para o carreamento de fármacos e/ou células como “drug delivery” e terapia celular baseada em células tronco.

  • O desenvolvimento de polímeros biodegradáveis pode ser citado atualmente como um dos pontos de maior interesse às ciências farmacêuticas relacionada ao estudo dos polímeros.

A área de implantes poliméricos mesmo que relativamente nova na medicina em relação à outras, é bem ampla e avançada. O uso dos polímeros solucionou inúmeros problemas de rejeição e incompatibilidade, novos materiais para implante e próteses de última geração ajudam o paciente a se adaptar melhor à nova realidade que em geral é gerada por um trauma. A prótese exerce dupla função, pois de um lado devolve ao paciente sua auto-imagem e auto-estima e de outro resolve uma deficiência física.

  • A área de implantes poliméricos mesmo que relativamente nova na medicina em relação à outras, é bem ampla e avançada. O uso dos polímeros solucionou inúmeros problemas de rejeição e incompatibilidade, novos materiais para implante e próteses de última geração ajudam o paciente a se adaptar melhor à nova realidade que em geral é gerada por um trauma. A prótese exerce dupla função, pois de um lado devolve ao paciente sua auto-imagem e auto-estima e de outro resolve uma deficiência física.

  • É interessante ressaltar a necessidade de novas perspectivas em biomateriais produzidos com tecnologia nacional a custos menores, ampliando o acesso a este recurso.

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