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

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

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

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

Usos (cont.) 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) Sistemas implantados desenhados para liberação controlada Desenhados para controlar a taxa de liberação Dispositivos multifuncionais Funções mecânicas e de liberação controlada de medicamentos

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

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

Degradação (cont.) 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 Poliésteres catalisados por ácido ou base Polianidridos são catalisados por bases, inibidos por ácido Poliortoesters são catalisados por ácido, inibidos por bases

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

Fim Até a próxima aula