5 Curs6 Biomateriale Polimeri
-
Upload
anonymous-fecbzdiee -
Category
Documents
-
view
245 -
download
2
Transcript of 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
1/31
Universitatea Politehnica BucurestiFacultatea Stiinta si Ingineria Materialelor Sectia: Inginerie Medicala
Universitatea Politehnica BucurestiFacultatea Stiinta si Ingineria Materialelor Sectia: Inginerie Medicala
polimericepolimerice
Ş.l.dr.ing. Iulian Antoniac
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
2/31
Polimerii sunt molecule cu lanţuri lungi care sunt constituiţi dintr-un număr de unităţi mici care se repeta. Unităţile ce se repeta,
sau 'merii', diferă de moleculele mici care au fost folosite in
procedeele de sinteza iniţiala, monomerii, prin pierderea
nesaturarii sau eliminarea moleculelor mici, cum ar fi cele de
a a sau de acid clorhidric din tim ul olimerizării..
Lanţ tipic de polimer
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
3/31
Structura biomaterialelor
polimerice Polimerii pot fi :
polimeri liniari, cand merii se unesc intr-unsingur lant
polimeri ramificati
polimeri incrucisati, in care lanturileadiacente sunt unite prin legaturi covalentesau retele 3D formate din monomeritrifunctionali.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
4/31
a) Polimeri liniari c) Polimeri ramificaţi
TIPURI DE POLIMERI
b) Polimeri incrucişaţi d) Polimeri in reţea
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
5/31
Polimerii se mai pot clasifica în funcţie de rigitate,
în trei categorii:
Termorigizi: Silicon
Poliuretan
Poliester nesaturat
Termoplastici : Polietilenă
Poliamide
Policarbonat
Polipropilenă
Elastomeri: Cauciuc acrilicCauciuc uretanic
Etilen-propilena
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
6/31
De asemenea, polimerii pot fi:
homopolimeri, formati din meri identici;
copolimeri, formati din doi sau mai multi
meri diferiti.
Polimerizarea prin aditie este utilizata pentrua forma fie homopolimeri sau copolimeri, intimp ce polimerizarea prin condensare este
folosita numai pentru a forma copolimeri.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
7/31
În funcţie de condiţiile de reacţie şi de reactivitatea fiecărui tip demonomer, copolimerii pot fi:
Homopolimer -A-A-A-A-A-A-A-
Copolimer aleatoriu -A-B-B-A-B-A-B-
Copolimer în bloc -A-A-A-A-B-B-B-
Copolimer „graft”
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
8/31
Metode de obţinere
În cadrul procesului de polimerizare prin adiţie, monomerii nesaturaţireacţioneaza în timpul fazelor de iniţiere,
propagare şi finalizare a procesului deobţinere a produsului polimeric final.Iniţiatorii pot fi radicalii liberi, cationii,anionii sau catalizatorii specifici. Iniţiatorul
polimerizarea prin adiţie
(reacţie în lanţ) deschide legătura dublă a monomerului, prin prezenţa unui alt loc de "iniţiere" pe parte opusă a legăturii monomerului, înscopul creşterii în continuare. Creşterearapida a lanţurilor se desfăşoară în timpuletapei de propagare până când reacţia este
terminată de către reacţia cu alt radical,molecula de solvent, alt polimer, iniţiator,sau agent de transfer de lanţ adăugat.
R-NH2 + R’COOH →RNHOCR’ + H2O
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
9/31
Polimerizarea prin condensareeste analoagă reacţiilor decondensare a moleculelor de masămoleculară scăzută. Doi monomeri
polimerizarea prin condensare
(creşterea în paşi)
Ini iere
legătură covalentă, de obicei cueliminarea unei molecule mici cumar fi apa, acidul clorhidric,metanolul sau dioxidul de carbon.
RCOO-OOCR → 2R + 2CO2
Propagare
R + R’C = C → RR’CC
Reacţiile de finalizare ale procesului
R + RR’C → RR’CR
RR’C + RR”C → RR’CCCCR”R
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
10/31
Polimetilmetacrilatul (PMMA) este
un polimer liniar hidrofob care e transparent la
temperatura camerei si lasa lumina sa treaca,
prezentând totodată şi bune proprietăţi de
Structura
organica
duritate si flexibilitate. Aceste proprietati
permit ca PMMA să fie utilizat la execuţia de
implante intraoculare si lentile de contact.
PMMA este de asemenea utilizat drept agent de
cimentare a endoprotezelor articulare şi a
aplicaţiilor stomatologice.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
11/31
Polietilena (PE) este un polimer termoplasticliniar. Din punct de vedere comercial, polietilena
este de trei tipuri: cu greutate moleculară scăzută,
ridicată şi ultra-ridicată. PE este folosită la
realizarea de tuburi de drenaj şi catetere.
PE cu densitate mare se mai numeste polietilenă de
înaltă densitate moleculara (UHMWPE) si este cea
mai utilizată în aplicaţiile biomedicale datoria
faptului ca prezintă o bună rigiditate şi rezistenţă,
prelucrabilitate şi biocompatibilitate.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
12/31
Polipropilena (PP) este legatăîndeaproape de PE şi are rigiditateridicata, o bună rezistenta chimica. Deşieste utilizata in general la executia deaplicatii similare celor din PE, areavantajul de a avea proprietati de întinderesi rezistenta la fisurare superioare acesteia.
Politetraflouretilena (PTFE ),
teflon, are o structura similara PE, cuexcepţia faptului ca hidrogenul din PEeste înlocuit de fluor. Este hidrofob si areo proprietati de lubrifiere foarte bune. Inschimb, PTFE este un polimer foarte stabilatât din punct de vedere chimic cat si
termic, fapt ce implică o prelucrabilitatemai dificila a sa. Teflonul este utilizat larealizarea implantelor cardio-vasculare.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
13/31
Clorura de polivinil (PVC) este utilizată in principal pentru realizarea de tuburi pentru
transfuzii de sânge, nutriţie si dializa. PVC pur este un material dur si fragil, dar prin adaosul de plastifianţi poate deveni flexibil si moale. Incontact cu organismul uman, PVC isi modificastructura si proprietatile de flexibilitate.
Polidimetilsiloxanul PDMS este un olimer detip cauciuc, unic ca structura in sensul ca prezintăun schelet central din Si-O in loc de carbon.PDMS este folosit la executia de tuburi de drenajsi a cateterelor, sau ca si component in unelesisteme de grefe vasculare. Datorita flexibilitatii sistabilitatii sale excelente, fiind un elastomer, este
folosit si intr-o mare varietate de implante aleţesuturilor moi umane, cum ar fi: valve cardiace,urechi artificiale, nas artificial, etc.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
14/31
Nylonul reprezintă numele comercial dat unei familii de poliamide. Nylonurile sunt formate prin reacţia diaminelor cu
acizii bibazici sau prin polimerizarea in inel deschis a
lactamilor, fiind utilizate de regulă în suturile chirurgicale.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
15/31
Copolimerii reprezintă o altă clasa importanta de biomateriale polimerice. Doi copolimeri reprezentativi utilizaţi ca biomateriale: poliglicolid-lactida (PGL) şi poliuretanul.
execuţia de suturi chirurgicale resorbabile.
Poliuretanii sunt copolimeri in bloc care conţin blocuri tip sticla sau blocuri de întărire semicristalina, si alte blocuri care le conferă uncomportament de tip cauciuc. Poliuretanii sunt elastomeri duri, cu bune
proprietati de rezistenţă la oboseală şi de compatibilitate cu sângele,fiind utilizaţi de regulă la izolarea firelor de pacemaker, grefe vasculare,stenturi cardiovasculare.
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
16/31
Proprietatile polimerilor sunt influenţate de: compozitia monomerului, structura polimerului,
Proprietăţile polimerilor
greu a ea mo ecu ar , forma de cristalizare:
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
17/31
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
18/31
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
19/31
Ureche si parţi de ureche: acril,
polietilena, silicon, clorura de polivinil(PVC)Dantura: acril, polietilena de masamoleculara foarte ridicata (UHMWPE)Proteze faciale: acril, poliuretan (PUR),PVCTuburi traheale: acril, silicon, nylonInima si componente cardiace: poliester, silicon, PVC
Aplicaţii medicale
Peacemaker cardiac: polietilena, acetalPlămâni, rinichi si parţi de ficat : poliester, polialdehida, PVCSegmente de esofag : polietilena, polipropilena (PP), PVCVase de sânge : PVC, poliester.Suturi biodegradabile: PUR Segmenti gastrointestinali: silicon,PVC, nylonArticulaţii de degete: silicon,UHMWPEOase si articulaţii: acril, nylon, silicon,PUR, PP, UHMWPEÎncheieturi de genunchi: polietilena
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
20/31
Ureche si parţi de ureche:
acril, polietilena, silicon, clorura de polivinil(PVC)
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
21/31
Implante oculare:
PMMA
Lentila intraoculara
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
22/31
Aplicatii in stomatologie:acril, polietilena cu masa moleculararidicata (UHMWPE)
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
23/31
Proteze faciale:
acril, poliuretan (PUR), PVC
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
24/31
Aplicatii in O.R.L: acril, silicon, nylon
Tuburi traheale
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
25/31
Inima artificiala si componente cardiace: poliester, silicon, PVC
valvă cardiacătricuspida
Inima artificiala
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
26/31
Peacemaker cardiac: polietilena, acetal
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
27/31
Segmente de esofag : polietilena, polipropilena(PP), PVC
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
28/31
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
29/31
Articulaţii de degete: silicon, UHMWPE
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
30/31
Articulatia genunchiului si
articulatia soldului: UWMHPE
Componenta femurala a Componenta acetabulara
protezei de genunchi a protezei de sold
-
8/17/2019 5 Curs6 Biomateriale Polimeri
31/31
Va multumesc
pentru atentie !