Polimeri Sintetici Utilizați ca Biomateriale

1. Polietilena

Polietilena este des utilizată în domeniul medical datorită caracteristicilor fizice, chimice şi mecanice pe care le posedă. Structura acesteia este următoarea:

─(─CH2─CH2─)─n

În funcţie de condiţiile de polimerizare se pot obţine diferite sorturi de polietilenă:

• polietilenă de joasă densitate, radicalică (LDPE);

• polietilenă de joasă densitate, liniară (LLDPE);

• polietilenă de înaltă densitate (HDPE);

• polietilenă cu masă molecular ridicată (UHMWPE).

În domeniul chirurgiei cardiovasculare, polietilena rigidă se utilizează pentru fabricarea valvelor cardiace, a carcasei pompelor, a elementelor de conectare cu ţesuturile înconjurătoare, în pofida unor dezavantaje (ca duritate mică, dificultate de prelucrare, fragilitate şi prezenta incluziunilor). Polietilena se foloseşte şi pentru realizarea de cranioplastii. Cranioplastia este indicată în repararea defectelor craniene rezultate în urma tumorilor, deficitului osos, traumatismelor, anomaliilor congenitale sau infecţiilor şi implică o corelare a noţiunilor de neurochirurgie şi a tehnicilor de protezare. S-a constatat că HDPE poroasă Flexblock este un material adecvat pentru cranioplastii datorită accesibilităţii, posibilităţii de sterilizare fără modificarea formei şi rezistenţei, a conductibilităţii termice apropiate de cea a ţesutului înconjurător, ataşării la craniu cu materiale de sutură obişnuite, absenţei acumulării de secreţii sub scalp, absenţei reacţiei de respingere, precum şi nedegradării şi nedeformării în timp.

Un alt domeniu de utilizare al polietilenei este ortopedia. Astfel, UHMWPE este utilizată ca material de selecţie pentru obţinerea cupei acetabulare din cadrul implantului total de şold. Recent, în chirurgia urechii s-au introdus şi a avut succes polietilena poroasă sub denumirea de Plastipore.

În cabinetele stomatologice, ca materiale de protecţie a plăgilor parodontale se folosesc o serie de materiale, sub formă de pansamente adezive. O faţă a acestor pansamente adezive este acoperită de un film de polietilenă, iar cealaltă de o folie de hârtie protectoare care poate fi îndepărtată în timpul utilizării. Pansamentele adezive sunt utilizate pentru protecţia plăgilor rezultate prin aplicarea unei grefe epitelio-conjunctive sau a unor grefe gingivale libere. De asemenea, copolimeri ai etenei şi ai acetatului de vinil se utilizează pentru confecţionarea gutierelor totale, care se folosesc, la rândul lor, pentru profilaxia traumatismelor dento-maxilare. Printre materialele de sutură utilizate în stomatologie se folosesc firele sintetice neresorbabile (printre care şi fire de polietilenă), deoarece sunt considerate printre cele mai rezistente fire sintetice de sutură. Dintre principalele condiţii impuse firelor de sutură amintim: să fie suple, rezistente la tracţiune, să nu întreţină o reacţie inflamatorie prin capilaritate, să fie elastice şi rezistente la elongaţie, iar dintre proprietăţile biologice amintim: să fie tolerate şi să nu provoace stări alergice sau reacţii inflamatorii, sterilizarea lor să nu le diminueze rezistenţa, omogenitatea şi supleţea. Firele de polietilenă sunt inerte, nu suferă procese de degradare hidrolitică şi se folosesc mai mult pentru suturi tegumentare.

Pe lângă utilizările amintite mai sus, polietilena se mai foloseşte şi pentru confecţionarea de pungi şi saci pentru condiţionarea sterilă a implanturilor sau fluidelor biologice, pistoane pentru seringi, protectori pentru ace de seringă şi tuburi pentru catetere. Reperele amintite din polietilenă se pot obţine prin injecţie, extrudere, termoformare şi formare rotaţională.

2. Polipropilena

Polipropilena este un material termoplastic interesant din punct de vedere al aplicaţiilor biomedicale, datorită combinării unor proprietăţi (bună rezistenţă chimică şi termică, bune proprietăţi mecanice şi electrice) cu o prelucrare uşoară. Structura acesteia este următoarea:

─ (─CH2─CH2─)─n

CH3

Spre deosebire de polietilenă, polipropilena poate fi sterilizată la cald, prin autoclavare şi de aceea este indicată pentru fabricarea de filme şi articole sterilizabile cu apă fierbinte (ca de exemplu recipientele rigide). Este polimerul cel mai utilizat pentru obţinerea de seringi de unică folosinţă.

În domeniul chirurgiei cardiovasculare, compatibilitatea cu sângele a materialelor polimere utilizate depinde, în mare măsură, de formarea unui strat de fibrină şi vascularizarea ulterioară implantării, adică de constituirea unui pseudoendoteliu, proces lent, uneori imposibil în cazul dispozitivelor de protezare care suferă flexiuni şi alungiri repetate. O soluţie ar putea fi utilizarea microfibrelor din polipropilenă grafitată, cu structură scheletată, capabile să formeze un pseudoendoteliu rezistent la acţiunea forţelor de forfecare din partea sângelui şi a diferenţelor de presiune dintre contracţia cardiacă şi relaxare. Polipropilena rigidă este indicată pentru realizarea dispozitivelor de pompare a sângelui. Astfel, ea se utilizează pentru fabricarea valvelor cardiace, a carcasei pompelor şi a elementelor de conectare cu ţesuturile înconjurătoare.

Ideea utilizării suturilor drept sistem de transport al medicamentelor este un subiect de interes pentru chirurgia modernă şi se bazează pe observaţia că eliberarea lentă a agenţilor antimicrobieni în apropierea plăgii are ca rezultat o îmbunătăţire remarcabilă a procesului de vindecare, cu diminuarea pericolului de infecţie sau inflamaţii. În acest scop se utilizează polipropilena din care se confecţionează firele de sutură Hensch obţinând rezultate foarte bune în cazul unui nou material compozit format dintr-un amestec format din LLDPE (polietilenă de joasă densitate, liniară) şi polipropilenă. Materialul astfel obţinut este caracterizat de tenacitate înaltă şi flexibilitate mare, siguranţă bună a nodului şi mânuire uşoară, toate acestea combinându-se cu proprietăţile tipice ale polipropilenei: inerţie, reacţii scăzute ale ţesutului şi putere mare de retenţie. Firele chirurgicale sunt obţinute prin extruderea polimerului în instalaţii de filare orientate şi călite, rezistenţa la infecţii a suturilor din polipropilenă fiind corelată cu inerţia biologică a polimerului, ceea ce menţine nemodificată sutura mai mult de 2 ani.