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BIOMATERIAIS E BIOMECÂNICA TQ-064 Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Depto de Engenharia Química Prof. Dr. Mário José Dallavalli.

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1 BIOMATERIAIS E BIOMECÂNICA TQ-064 Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Depto de Engenharia Química Prof. Dr. Mário José Dallavalli

2 TQ-064 – BIOMATERIAIS E BIOMECÂNICA Conteúdo das aulas: Aula 1 - Introdução a Biomateriais e Biomecânica Aula 1 - Introdução a Biomateriais e Biomecânica Aula 2 - Propriedades gerais e superficiais dos materiais Aula 2 - Propriedades gerais e superficiais dos materiais Aula 3 - Biomateriais Metálicos Aula 3 - Biomateriais Metálicos Aula 4 - Biomateriais Poliméricos Aula 4 - Biomateriais Poliméricos Aula 5 - Mecânica dos Polímeros e Hidrogels Aula 5 - Mecânica dos Polímeros e Hidrogels Aula 6 - Biodegrabilidade de Polímeros Aula 6 - Biodegrabilidade de Polímeros

3 1 Polímeros Biodegradáveis Polímeros desenhados para quebra sob certas condições Polímeros desenhados para quebra sob certas condições –Ocorrendo pela clivagem das cadeias, das ligações entrecruzadas ou de ambas Também; bioerosão, bioabsorção, e bioreabsorção Também; bioerosão, bioabsorção, e bioreabsorção –Bio indica neste caso atividade enzimática Erosão Erosão –Polímeros insolúveis em água, por erosão tornam-se em produtos solúveis Absorção ou reabsorção Absorção ou reabsorção –Atividade celular tal como a fagocitose Vantagem principal Desnecessária a remoção após o uso

4 2 Usos Aplicação temporária Aplicação temporária –Suporte mecânico Enxertos ou extensores temporários Enxertos ou extensores temporários Fixação de ossos (parafusos e placas) Fixação de ossos (parafusos e placas) Reparação de feridas ou curativos Reparação de feridas ou curativos –Suturas –Adesivos Baixa transferência de esforços e tensões Baixa transferência de esforços e tensões –Guia para células e tecidos Cartilagens Cartilagens Nervos Nervos

5 Usos (cont.) Barreiras temporárias Barreiras temporárias –Prevenção de aderência –Pele artificial –Previne a desidratação em vítimas de queimaduras até que a pela possa regenerar –Evitam ligação indesejada entre materiais Liberação programada de medicamento (Drug delivery) Liberação programada de medicamento (Drug delivery) –Sistemas implantados desenhados para liberação controlada –Desenhados para controlar a taxa de liberação Dispositivos multifuncionais Dispositivos multifuncionais –Funções mecânicas e de liberação controlada de medicamentos

6 3 Classes Erodível superficialmente Erodível superficialmente –Polianidridos –Poliortoesters Cristais Cristais Degradáveis no todo Degradáveis no todo –Poliésteres –Poliamidas –Policarbonatos –Fosfonitrílicos Degradável por enzimas Degradável por enzimas –Poliésteres –Policarbonatos –Polímeros naturais (proteínas, polissacarídeos) Conjugados covalentemente ligados ao medicamento (sensíveis ao pH) Conjugados covalentemente ligados ao medicamento (sensíveis ao pH) –Poliacrilatos, metacrilatos –Carboidratos

7 4 Degradação Degradação hidrolítica Degradação hidrolítica Degradação Enzimática Degradação Enzimática Estrutura química Estrutura química –Tipo grupamento (Linkage type) –Grupos vizinhos (Neighboring groups) –Normalmente por hidrólise Água torna-se importante Água torna-se importante

8 Degradação (cont.) Morfologia do Polímero Morfologia do Polímero –Fases cristalinas são relativamente inertes –Hidrólise é favorecida por baixos valores de Tg (aumenta com o aumento da temperatura) –Estrutura secundária –Hidrofilia Aditivos, impurezas e grupos terminais Aditivos, impurezas e grupos terminais –Poliésteres catalisados por ácido ou base –Polianidridos são catalisados por bases, inibidos por ácido –Poliortoesters são catalisados por ácido, inibidos por bases

9 5 Poliésteres Principais Principais –Ácido Poliglicólico –Ácido Polilactico As vezes copolimerizados As vezes copolimerizados Mecanismo de biodegradação Mecanismo de biodegradação –Hidrólise da parte principal de ligações Ester, por grupos terminais – COOH Modificação das taxas de degradação Modificação das taxas de degradação –Peso molecular inicial –Copolimerização –Blenda de dois ou mais polímeros –Bloqueio de grupos terminais Taxa de biodegradação Taxa de biodegradação –Hidrólise da parte principal pode causar um considerável período de indução antes da perda de massa e liberar o medicamento

10 Fim Até a próxima aula


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