Tipos de Polímeros y sus Aplicaciones en el Campo Biomédico

Tipos de Polímeros

Poliuretanos

Los poliuretanos son ampliamente utilizados en
dispositivos médicos, como aislamiento de cables de
marcapasos artificiales, catéteres, injertos vasculares,
bombas de globo para asistencia cardíaca, vejigas de
corazones artificiales y apósitos para heridas.
Sus excelentes propiedades mecánicas, estabilidad y
buena biocompatibilidad les otorgan un lugar especial
en la medicina.

Anatomía de Poliuretanos

1
R-O-C-N-R-N-C-O
H
2
H
Ô
O
-
n

1. La mayoría de los poliuretanos (PUs) de
   relevancia comercial hoy en día son en
   realidad copolímeros en bloque.
2. Los materiales están diseñados de
   manera que uno de los segmentos,
   lamado segmento duro, sea vítreo o
   cristalino a la temperatura de uso,
   mientras que el otro segmento,
   denominado segmento blando, sea
   gomoso
3. Es atractivo por la tenacidad y la
   resistencia

Propiedades físicas de Poliuretanos

Permite forma elastómeros termoplásticos.
Somete a tensión:
· La fase amorfa se blanda y alargan
· La fase dura estabiliza la estructura y recupera
forma
Puede romperse con calor y reformarse al enfriarse
Son resistentes a la abrasión y al impacto

Siliconas

Los elastómeros de silicona tienen
temperaturas de transición vítrea notablemente
bajas y mantienen su flexibilidad en un amplio
rango de temperaturas, lo que les permite
soportar condiciones que van desde el
almacenamiento en frío hasta la esterilización
por autoclave de vapor.
Tienen alta permeabilidad a gases y muchos
fármacos, lo cual es ventajoso en el cuidado de
heridas o en la administración transdérmica de
medicamentos.

Estructura química y nomenclatura de Siliconas

Las siliconas son una categoría general de polímeros
sintéticos cuya columna vertebral está compuesta por
enlaces repetitivos de silicio a oxígeno.
Los átomos de silicio también están unidos a grupos
orgánicos, típicamente grupos metilo
Permite su uso como fluidos, emulsiones, compuestos,
resinas y elastómeros en numerosas aplicaciones y
campos diversos.
CH3
I-Si-01
1
polymethylphenylsiloxane
polydiphenylsiloxane

Propiedades fisioquímicas de Siliconas

El enlace Si-O es altamente iónico y tiene una alta
energía de enlace.
El enlace Si-O es altamente resistente a la escisión
homolítica.
Los enlaces Si-O son moderadamente polares, y sin
protección, conducirían a fuertes interacciones
intermoleculares.
Tienen elasticidad, resistencia a temperaturas,
hidrofobicidad, flexibilidad a bajas temperaturas,
baja conductividad térmica.

Oreja de silicona

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Biomateriales fluorados

Polímeros basados en carbono, líquidos y
percusores gaseosos que contiene
películas de flúor químicamente ligado.
Pueden ser sólidos, líquidos y películas
delgadas, recubrimientos o geles.
Son polímeros termoplásticos.
O

Propiedades físicas de Biomateriales fluorados

1. nercia química, extrema hidroficibidad y
   resistencia a solventes.
2. Lubricidad, altas tolerancias de tamaño,
   biocompatibilidad.

Distinguir los diferentes fluoropolímeros

HF
HF
-
C=C
C-C++
HH
-I
-I
n

Fluoruro de vinilo

Polifluoruro de vinilo
Parcialmente fluorados
Sus enlaces de carbono están unidos a flúor y a
hidrógeno, haciéndolos que sean materiales mayor
rígidez
Perflurados
Exhiben una mejor unión con el carbono, siendo
materiales con estabilidad térmica y química. .
Tiene mayor elongación y temperaturas máximas
F FF FFF
F
F
FFFFFF

Politetrafluoroetileno (PTFE)

1. Teflon, el gran tamaño del flúor y la
   repulsión mutua de los átomos de flúor
   adyacentes hacen que las cadenas
   macromoleculares de PTFE exhiban una
   hélice retorcida
   F
   F
   1
   C-
   C
   +
   1
   1
   F
   F
   -
   n
   El alto peso molecular del PTFE y su
   rígida conformación de cadena
   helicoidal también producen
2. viscosidades de fusión elevadas (por
   ejemplo, 1012 Pa/s), aproximadamente 6
   veces más altas que la mayoría de los
   polímeros termoplásticos.
   C
3. PTFE no se disuelve en ningún solvente,
   la alta estabilidad térmica del PTFE es
   clave para su éxito bajo las condiciones
   de procesamiento extremas requeridas
   para las partes moldeadas de los
   dispositivos.

Radiology PTFE guide wire Features

Manish Medi
V
UROVED PODIA
Www.rarighenadine pygtion.net

Fluorinated Ethylene Propylene (FEP)

FEP es un copolímero de tetrafluoroetileno (TFE) y
hexafluoropropileno (HFP), producido por primera vez
por DuPont en 1956 (Teflon™ FEP) para reducir la alta
cristalinidad y la viscosidad de fusión del PTFE.
PVI
PVDF
PVDF C.>
3
1.20 pm
›VDF 0.
PVDF O.
PVDF
1.20 um
PVDF 0
0.20 um
DF O.
PVDF 0.20 g
PVDF
PVDF

Polivinilideno Fluoruro

Homopolímero del monomero de vinilideno (CH2CF2) y
se comercializa como Kynar™. Tiene el módulo de
flexión más alto de todos los fluoropolímeros es< soluble en solventes altamente polares
(dimetilformamida, tetrahidrofurano), acetona y
ésteres

Gore-Tex

1
TM
Equivalentes
(ePTFE)
Original
y
Genéricos

1. Su microarquitectura presenta poros
   alineados axialmente a lo largo de la
   dirección de estiramiento, resultando en
   un material de tela de fluoropolímero
   único con una arquitectura microporosa
   orientada.
2. Propiedades como la adsorción
   biológica, baja resistencia a la tracción,
   bajo módulo de elasticidad, control de la
   penetración del agua y fácil
   esterilización.
3. Los microporos también presentan
   sitios activos para la coagulación
   sanguínea estable, una propiedad
   importante para acondicionar las
   superficies de injertos vasculares
   implantados y limitar su coagulación
   sanguínea crónica.

Aplicaciones biomédicas de fluoropolímeros

Dispositivos clínicos de acceso luminal e intervenciones e implantes más
permanentes, así como membranas para filtración.
El PTFE (Teflon™) y el ePTFE (Gore-Tex™) se utilizan ampliamente en tuberías
médicas, catéteres avanzados, injertos vasculares, mallas, suturas y otros
implantes médicos.
Los injertos vasculares de ePTFE, incluidos los injertos de acceso para diálisis,
y los componentes de catéteres de Teflon™-FEP son los dispositivos médicos
de material fluorinado más utilizados.
®

Acrílicos

Los acrílicos basados en el monomero monofuncional metacrilato de metilo
(MMA), combinados con polimetacrilato de metilo (PMMA) y un dimetacrilato
de baja viscosidad para el entrecruzamiento, se utilizan principalmente en
aparatos de ortodoncia, como bionators, placas de mordida, expansores
palatinos, retenedores, y en dispositivos protésicos removibles, como
dentaduras parciales y completas, coronas temporales y puentes.
Las mezclas básicas de MMA/PMMA, activadas con iniciadores químicos, han
sido ampliamente utilizadas como cementos óseos en aplicaciones
ortopédicas
H
CH3
+
Ha
CHE- CH3
CH3
CH3
80 °℃
initiator
O=0-C
C-O-CH3
-CH2 CH-
O
C-O-CHCH3
J
H-
-CH2-C-
H
1
n
H3C

Monómeros base y diluyentes

Las resinas dentales están compuestas por mezclas de
dos o más monómeros que combinan un dimetacrilato
(base) de viscosidad relativamente alta con un
comonómero dimetacrilato de baja viscosidad.
La fotopolimerización que permite el curado a demanda
de las resinas dentales, es un aspecto crítico del uso
clínico de adhesivos, selladores y composites.
El grado de curado también afecta las propiedades
mecánicas, por ejemplo, la resistencia a la fractura, los
módulos elásticos, la resistencia a la flexión y la dureza

Referencias

Ratner, B. D., Hoffman, A. S., Schoen, F. J., & Lemons, J. E. (Eds.).
(2012). Biomaterials Science: An Introduction to Materials in
Medicine (Third Edition). Elsevier Academic Press.