APLIKACE POLYMERŮ NA BÁZI SILIKONŮ Doc. Ing. Petr Hron, CSc. VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKO TECHNOLOGICKÁ PRAHA

MEDICINÁLNÍ APLIKACE VYBRANÝCH POLYMERŮ Epoxidové pryskyřice zalévací hmoty Polykarbonáty krevní oxygenátory Poly(alkyl)kyanakryláty tkáňová adheziva Polyetylen kloubní protézy, dlahy Hydrogely kontakt o.č. DDS,krevní snáš. Kys. polymléčná, polyglykolová šicí materiály, DDS Polyetylentereftalát výztužné tkaniny PVC krevní vaky, hadičky inf.soupr. Polyuretany cévní náhrady, mat.srd.náhr. Polymetylmetakrylát tvrdé k.o.č.,i.o.č.,protézy stom. Polysiloxany svody, protézy, membrány….

POŽADAVKY KLADENÉ NA BIOMEDICINÁLNÍ POLYMERY Musí být biokompatibilní (nesmí vyvolávat nežádoucí reakce organizmu) Nesmí obsahovat ani uvolňovat nečistoty (zejména organizmu škodící) Musí vykazovat požadované fyzikální a mechanické vlastnosti Požadované vlastnosti musí být v biologickém prostředí dlouhodobě stabilní (pokud degradace není záměrná) Musí být (fyzikálně, chemicky) sterilizovatelný Při použití v kardiovaskulární chirurgii nesmí indukovat tvorbu krevních sraženin, avšak zároveň nesmí rušit normální mechanizmus srážení krve

ZKOUŠKY ELASTOMERŮ,PLASTOMERŮ, VYSOKOMOLEKULÁRNÍCH ORGANICKÝCH SLOUČENIN PŘÍRODNÍHO NEBO SYNTETICKÉHO PŮVODU SKUPINY A ….. Implantáty B ….. Trvalý styk se sliznicí (1) a kůží (2) C-E.. Ostatní ZKOUŠKY FYZIKÁLNÍ CHEMICKÉ - propustnost světla - obsah těžkých kovů - propustnost pro plyny - obsah organických nečistot - tepelná odolnost - obsah redukujících látek BIOLOGICKÉ - akutní toxicita - oční, kožní dráždivost - lokální reakce tkání na implantát (biokompatibilita)

SCHEMATICKÉ ZNÁZORNĚNÍ MOLEKULY SILIKONOVÉHO KAUČUKU

SPIRÁLOVÁ STRUKTURA MOLEKULY POLYSILOXANU

REAKČNÍ SCHEMA PŘÍPRAVY POLYDIMETHYL- SILOXANOVÉHO KAUČUKU elektrotermická redukce SiO 2 + C Si + CO 2 přímá syntéza ( C, Ag, Cu) Si + 2 CH 3 Cl (CH 3 ) 2 Si Cl 2 + další hydrolýza (CH 3 ) 2 Si Cl 2 + 2H 2 O (CH 3 ) 2 Si (OH) 2 +2HCl kondenzace n (CH 3 ) 2 Si (OH) 2 [ (CH 3 ) 2 Si O ] n + lin. + xH 2 O polymerizace otevíráním cyklu [ (CH 3 ) 2 Si O ]n + katalyzátor siloxanový kaučuk

ZPŮSOBY SÍŤOVÁNÍ (VULKANIZACE) SILIKONOVÉHO KAUČUKU Vulkanizace za vysokých teplot – VVT (radikálový mechanizmus) - peroxidická - radiační Vulkanizace za laboratorní teploty – VNT (kondenzační mechanizmus) - dvousložková VNT 2 - jednosložková VNT 1 Vulkanizace - VVT i VNT ( adiční mechanizmus) - dvousložková

VLASTNOSTI SILIKONOVÉ PRYŽE Chemická a teplotní odolnost Odolnost vůči působení kyslíku, ozónu, UV záření, povětrnosti Fyzikálně mechanické vlastnosti v minimální míře závislé na teplotě Vysoká propustnost pro plyny Hydrofobní charakter Biokompatibilita

TESTOVÁNÍ PODKOŽNÍ DRÁŽDIVOSTI (implantát a obklopující tkáň, včetně tkáňového pouzdra)

POMĚRNÉ HODNOTY PROPUSTNOSTI PLYNŮ NĚKTERÝCH POLYMERNÍCH MATERIÁLŮ MATERIÁL POMĚRNÁ PROPUSTNOS T O 2 POMĚRNÁ PROPUSTNOS TCO 2 POMĚRNÁ PROPUSTNOS T H 2 O P CO 2 / P O 2 PVC 1110,76 Polyester 10,724,861,75 Polyetylén ,45 Polypropylén ,83,42 Teflon ,32,72 Silikonová pryž ,30

DĚKUJI ZA POZORNOST

VLIV HYDROFOBITY POVRCHU SILIKONOVÉ PRYŽE NA IMOBILIZACI MIKROORGANIZMŮ úhel smáčení vodní kapky 110 stupňů 153 stupně

PŘÍČNÝ ŘEZ SILIKONOVOU PRYŽÍ V MÍSTĚ HLOUBKOVÝCH NAPADENÍ MIKROORGANIZMY

VLASTNOSTI VYUŽÍVANÉ PŘI MEDICINÁLNÍCH APLIKACÍCH SILIKONOVÉ PRYŽE Minimální negativní tkáňová reakce Rezistence vůči působení živého organizmu a jeho metabolizmu při dlouhodobém pobytu v lidském těle Možnost horkovzdušné i plynové sterilizace Problematická krevní snášenlivost

CHARAKTERISTICKÉ VLASTNOSTI SLOŽEK KOMPOZITU SILIKONOVÝ KAUČUK – HYDROGEL (na bázi polyakrylamidu) SILIKONOVÝ KAUČUK HYDROGEL (PAA) Elastomer (T g – C) Plastomer (T g C) Hydrofobní Hydrofilní, vodou botnající Nepropustný pro nízkomolekulární Propustný pro nízkomolekulární vodorozpustné látky vodorozpustné látky Vyhovující mechanické vlastnosti Nevyhovující mechanické vlastnosti Zpracovatelný běžnými technologiemi Běžnými technologiemi nezpracovatelný KOMPOZIT Elastický materiál Propustný pro nízkomolekulární vodorozpustné látky Vyhovující mechanické vlastnosti Zpracovatelný běžnými technologiemi

VYBRANÉ APLIKACE SILIKONOVÉ PRYŽE V LÉKAŘSTVÍ TYP: (VNT 2, 1) - mamární protézy - otiskovací hmoty ve stomatologii - lepení silikonové pryže (VVT, hydrofilní typy) - katetry - zásobníky pro řízené uvolňování léčiv (VVT, hydrofobní typy) - drenážní svody - náhrady kloubů - dočasné šlachové implantáty - slzné kanálky - autoalloplastické štěpy - plicní oxygenátory - kontaktní oční čočky - oční plomby, cerklážní pásky

TAMPONÁDA SÍTNICOVÉ TRHLINKY episklerální plombou z pěnové silikonové pryže (umožňuje rychlou rezorpci subretinální tekutiny a přiložení sítnice)

PRSTOVÁ KLOUBNÍ ENDOPROTÉZA ZHOTOVENÁ ZE SILIKONOVÉ PRYŽE (pohled zezadu a z boku)

ANATOMIE UCHA

DĚKUJI ZA POZORNOST