¿Què nuevos materiales se usan actualmente?
Los polifofoésteres y polifofacenos están sindo estudiados recientemente para aplicaciones de ingeniería tisular, al igual que los hidrogeles debido a su habilidad para llenar irregularidades presentes en los tejidos. Ejemplos de estos últimos son el polietilenglicol pero presenta la desventaja de no ser tan degradable por lo que se está tratando de formar copolimeros con PLA y PGA. También se está usando PPF (poli(propilen fumarate)) y polímeros derivados de la tirosina. Además materiales como nanocomposites que son materiales orgánicos-inorgánicos que se componene de polímeros sintéticos o macromoléculas naturales tales como la nano hidroxiapatita.
Uno de los isómeros D o L es tóxico, ¿por qué se usa en materiales biocompatibles?
El isómero que se usa como material para soporte de tejidos es el L pero también se usa la mezcla racémica DL. Sólo el isómero L es asimilable por el cuerpo humano y aunque no hay evidencia de que el isómero D sea tóxico no se usa como material biocompatible.
Uno de los isómeros D o L es tóxico, ¿por qué se usa en materiales biocompatibles?
El isómero que se usa como material para soporte de tejidos es el L pero también se usa la mezcla racémica DL. Sólo el isómero L es asimilable por el cuerpo humano y aunque no hay evidencia de que el isómero D sea tóxico no se usa como material biocompatible.
Se pueden utilizar para cirugías no invasivas?
Generalmente una cirugía hecha sobre tejidos dañados siempre implica el uso de otros materiales tales como implantes metálicos o cerámicos además de que requiere ciertos cuidados especiales, corriendo el riego de dañar otras partes del cuerpo. Precisamente una de las ventajas del uso de los polímeros biodegradables es que no transfieren la carga adicional sobre el área dañada permitiendo así la reparación de los tejidos y eliminando la necesidad de una segunda operación para retirar el implante. El PLA por ejemplo es actualmente utilizado en aplicaciones que no requieran altas prestaciones mecánicas como clavos para la unión de ligamentos y reparación de meniscos, suturas, tornillos y clavos para la fijación de fracturas y cirugía maxilofacial, liberación de fármacos y stents para cirugía cardiovascular.
Cuànto tarda el cuerpo en eliminarlas por completo?
Polímero Tiempo de eliminación (meses)
Poliácido D-Láctico 12-16
Poliácido L-Láctico 18-24
Copolímero de ácido glicólico y láctico 6-12
Policaprolactona 18-24
Poliglicol 2-4
Polihidroxibutirato 18-24
Poliésteres de fosfato 12-24
Poliortoésteres 12-24
Polianhidridos de alcanos 0.2-4
Polianchidridos aromáticos 6-12
Gelatina 0.2-1
Celulosa oxidada 0.2-1
Colágeno 0.2-1
Pseudopoliaminoácidos 2-24
Poliiminocarbonatos 4-12
Polifosfacenos 6-18
Polipropilenfumarato 12-24
Còmo se sintetizan los polimeros biodegradables?
El poli (ácido glicólico) PGA se puede sintetizar por policondensación del ácido glicólico. EL PGA de elevado peso molecular se puede obtener mediante la polimerización de apertura de anillo del derivado dímero cíclico del ácido glicólico.
Por su parte el PLA puede ser sintetizado directamente en ácido poliláctico, pero se puede alcanzar un mayor peso molecular si primero se transforma el ácido en un diester cíclico conocido como “polilactide”. Generalmente se lleva a cabo la polimerización por apertura de anillo del diester cíclico. Diferentes compuestos metálicos, organometálicos e inorgánicos de Zn y estaño han sido usados como iniciadores.
En caso de un mal uso de estos polímeros en el cuerpo, ¿Existen métodos para combatir la toxicidad o mal funcionamiento del polímero?
Antes de implantar un polímero biodegradable se realizan diversas pruebas de toxicidad así que por esa parte no habría problema. Y en muy pocos casos se ha reportado efectos negativos en el uso de polímeros biodegradables, de cualquier forma el cuerpo los ataca favoreciendo su degradación.
Como se controla el tiempo que tarda en biodegradarse el polimero?
La degradación dependerá de diversos factores tales como:
Permeabilidad al agua y solubilidad, lugar de implantación, esterilización, peso molecular, Aditivos, factores químico-fisicos, tipos de enlaces, mecanismo de hidrólisis (no catalítico, auto-catalítico, enzimático), morfología (amorfa, cristalina), dimensiones (tamaño, forma, superficie, volumen).
A que se debe que estos polimeros sean biodegradables?
La degradación se debe a la presencia de enlaces que son inestables cuando son sometidos a ciertos factores externos tales como la hidrólisis. Los grupos funcionales con esta característica comúnmente son los esters, anhídridos, ortoesteres y amidas.
Es posible utilizarlos en lugar de polímeros convencionales y disminuir la contaminación?
El uso de los polímeros biodegradables mencionados para el soporte de tejidos se enfoca en aplicaciones médicas. Sin embargo existen otro tipo de polímeros degradables que son derivados de la misma familia de poliésteres usados actualmente en otras áreas de la industria de empacamiento y envasado. Por ejemplo, los poliésteres basados en dioles y diácidos tales como el BIONOLLE® son usados para la creación de bolsas de basura y compostaje, envases para cosméticos y alimentos. Derivados del alcohol polivinílco PVA también es usado en biomedicina por su degradabilidad pero también ha sido usado por empresas como Du Pont que comercializa PVA con el nombre de ELVANOL ® mismo que posee propiedades emulsificantes, de adhesión y formación de fibras.
Que es lo que los hace biocompatibles?
En cuanto a la forma que deben adoptar para poder ser implantados dentro del cuerpo, lo polímeros biodegrables presentan la ventaja de ser fácilmente moldeables y por la tanto la biocompatibilidad aumenta.
Todos los órganos pueden ser reparados o reemplazados con materiales biocompatibles?
Sólo pueden ser usados en implantes sobre tejidos suaves de sistemas como el cardiovascular, respiratorio, digestivo, genitourinario y el nervioso.
La degradaciòn por enzimas, son enzimas del cuerpo, se insertan o solo con actividad localizada?
Normalmente los enzimas se difunden con relativa facilidad a través de las paredes y se adhieren a la superficie del implante polimérico. Enzimas como A-carboxipeptidasa, y otras hidrolasas, esterasas y peptidasas aceleran elproceso degradativo en la superficie del polímero. Debe considerarse que su efecto es sólo superficial, ya que el volumen molecular de los enzimas no permite que se difundan al interior del implante a no ser que su morfología sea muy porosa.
Requieren complementación con medicamentos, el reemplazo con un tejido sintético?
Generalmente, cuando se ha realizado el implante de un polímero biodegradable se requiere de un seguimiento médico posterior pero no necesariamente se requiere de un determinado medicamento.
Generalmente una cirugía hecha sobre tejidos dañados siempre implica el uso de otros materiales tales como implantes metálicos o cerámicos además de que requiere ciertos cuidados especiales, corriendo el riego de dañar otras partes del cuerpo. Precisamente una de las ventajas del uso de los polímeros biodegradables es que no transfieren la carga adicional sobre el área dañada permitiendo así la reparación de los tejidos y eliminando la necesidad de una segunda operación para retirar el implante. El PLA por ejemplo es actualmente utilizado en aplicaciones que no requieran altas prestaciones mecánicas como clavos para la unión de ligamentos y reparación de meniscos, suturas, tornillos y clavos para la fijación de fracturas y cirugía maxilofacial, liberación de fármacos y stents para cirugía cardiovascular.
Cuànto tarda el cuerpo en eliminarlas por completo?
Polímero Tiempo de eliminación (meses)
Poliácido D-Láctico 12-16
Poliácido L-Láctico 18-24
Copolímero de ácido glicólico y láctico 6-12
Policaprolactona 18-24
Poliglicol 2-4
Polihidroxibutirato 18-24
Poliésteres de fosfato 12-24
Poliortoésteres 12-24
Polianhidridos de alcanos 0.2-4
Polianchidridos aromáticos 6-12
Gelatina 0.2-1
Celulosa oxidada 0.2-1
Colágeno 0.2-1
Pseudopoliaminoácidos 2-24
Poliiminocarbonatos 4-12
Polifosfacenos 6-18
Polipropilenfumarato 12-24
Còmo se sintetizan los polimeros biodegradables?
El poli (ácido glicólico) PGA se puede sintetizar por policondensación del ácido glicólico. EL PGA de elevado peso molecular se puede obtener mediante la polimerización de apertura de anillo del derivado dímero cíclico del ácido glicólico.
Por su parte el PLA puede ser sintetizado directamente en ácido poliláctico, pero se puede alcanzar un mayor peso molecular si primero se transforma el ácido en un diester cíclico conocido como “polilactide”. Generalmente se lleva a cabo la polimerización por apertura de anillo del diester cíclico. Diferentes compuestos metálicos, organometálicos e inorgánicos de Zn y estaño han sido usados como iniciadores.
En caso de un mal uso de estos polímeros en el cuerpo, ¿Existen métodos para combatir la toxicidad o mal funcionamiento del polímero?
Antes de implantar un polímero biodegradable se realizan diversas pruebas de toxicidad así que por esa parte no habría problema. Y en muy pocos casos se ha reportado efectos negativos en el uso de polímeros biodegradables, de cualquier forma el cuerpo los ataca favoreciendo su degradación.
Como se controla el tiempo que tarda en biodegradarse el polimero?
La degradación dependerá de diversos factores tales como:
Permeabilidad al agua y solubilidad, lugar de implantación, esterilización, peso molecular, Aditivos, factores químico-fisicos, tipos de enlaces, mecanismo de hidrólisis (no catalítico, auto-catalítico, enzimático), morfología (amorfa, cristalina), dimensiones (tamaño, forma, superficie, volumen).
A que se debe que estos polimeros sean biodegradables?
La degradación se debe a la presencia de enlaces que son inestables cuando son sometidos a ciertos factores externos tales como la hidrólisis. Los grupos funcionales con esta característica comúnmente son los esters, anhídridos, ortoesteres y amidas.
Es posible utilizarlos en lugar de polímeros convencionales y disminuir la contaminación?
El uso de los polímeros biodegradables mencionados para el soporte de tejidos se enfoca en aplicaciones médicas. Sin embargo existen otro tipo de polímeros degradables que son derivados de la misma familia de poliésteres usados actualmente en otras áreas de la industria de empacamiento y envasado. Por ejemplo, los poliésteres basados en dioles y diácidos tales como el BIONOLLE® son usados para la creación de bolsas de basura y compostaje, envases para cosméticos y alimentos. Derivados del alcohol polivinílco PVA también es usado en biomedicina por su degradabilidad pero también ha sido usado por empresas como Du Pont que comercializa PVA con el nombre de ELVANOL ® mismo que posee propiedades emulsificantes, de adhesión y formación de fibras.
Que es lo que los hace biocompatibles?
En cuanto a la forma que deben adoptar para poder ser implantados dentro del cuerpo, lo polímeros biodegrables presentan la ventaja de ser fácilmente moldeables y por la tanto la biocompatibilidad aumenta.
Todos los órganos pueden ser reparados o reemplazados con materiales biocompatibles?
Sólo pueden ser usados en implantes sobre tejidos suaves de sistemas como el cardiovascular, respiratorio, digestivo, genitourinario y el nervioso.
La degradaciòn por enzimas, son enzimas del cuerpo, se insertan o solo con actividad localizada?
Normalmente los enzimas se difunden con relativa facilidad a través de las paredes y se adhieren a la superficie del implante polimérico. Enzimas como A-carboxipeptidasa, y otras hidrolasas, esterasas y peptidasas aceleran elproceso degradativo en la superficie del polímero. Debe considerarse que su efecto es sólo superficial, ya que el volumen molecular de los enzimas no permite que se difundan al interior del implante a no ser que su morfología sea muy porosa.
Requieren complementación con medicamentos, el reemplazo con un tejido sintético?
Generalmente, cuando se ha realizado el implante de un polímero biodegradable se requiere de un seguimiento médico posterior pero no necesariamente se requiere de un determinado medicamento.
Desde cuando empezaron a utilizarse
Fue hasta la Segunda Guerra Mundial que se produce un rápido avance en la ciencia de los polímeros, principalmente enfocado a las aplicaciones médicas. El poli (metilmetacrilato) (PMMA) fue uno de los primeros polímeros utilizados como material biomédico, aplicándose como material para reparar la córnea humana. Los primeros polímeros degradables desarrollados y los más comúnmente utilizados son los obtenidos a partir del ácido poliglicólico (PGA) y del ácido poliláctico (PLA), los cuales han encontrado una multitud de usos en la industria médica, comenzando con las suturas biodegradables que fueron aprobadas en 1960.
Cuanta investigación se requiere para llevar esta tecnología a todos?
Según lo que me aclaraste Robert, tu pregunta se refiere a qué es lo que se tiene que hacer para que el uso de polímeros biodegradables sea confiable, pero como ya lo explicó Josué, se deben hacer un determinado número de pruebas de toxicidad, así como los efectos inflamatorios e inmunógenos. El tiempo que se tardan en hacer las pruebas no lo encontré.
Fue hasta la Segunda Guerra Mundial que se produce un rápido avance en la ciencia de los polímeros, principalmente enfocado a las aplicaciones médicas. El poli (metilmetacrilato) (PMMA) fue uno de los primeros polímeros utilizados como material biomédico, aplicándose como material para reparar la córnea humana. Los primeros polímeros degradables desarrollados y los más comúnmente utilizados son los obtenidos a partir del ácido poliglicólico (PGA) y del ácido poliláctico (PLA), los cuales han encontrado una multitud de usos en la industria médica, comenzando con las suturas biodegradables que fueron aprobadas en 1960.
Cuanta investigación se requiere para llevar esta tecnología a todos?
Según lo que me aclaraste Robert, tu pregunta se refiere a qué es lo que se tiene que hacer para que el uso de polímeros biodegradables sea confiable, pero como ya lo explicó Josué, se deben hacer un determinado número de pruebas de toxicidad, así como los efectos inflamatorios e inmunógenos. El tiempo que se tardan en hacer las pruebas no lo encontré.
¿Cómo controlamos el tiempo de vida de los materiales degradables?
(Explicado anteriomente)
(Explicado anteriomente)
¿Cómo se mide la biocompatibilidad?
Con respecto a las pruebas de biocompatibilidad como la de citotoxicidad que es una de las pruebas más comúnmente usadas en evaluaciones in vitro para medir biocompatibilidad.
1° Se investiga el material utilizando una serie de ensayos de citotoxicidad in vitro.
2° Se determina que el material no es citotóxico in vivo, por medio de su implantación en el tejido subcutáneo o el músculo y se evalúa la reacción tisular local.
3° La reacción in vivo del tejido blanco versus el material de prueba se debe evaluar en sujetos humanos o animales (30). Los resultados de las pruebas de citotoxicidad in vitro pueden no correlacionarse altamente con los obtenidos in vivo. Sin embargo, se puede asegurar que, si un material de prueba induce constantemente una fuerte reacción citotóxica en las pruebas de cultivo celular, es muy probable que también ejerza toxicidad en el tejido vivo.
Con respecto a las pruebas de biocompatibilidad como la de citotoxicidad que es una de las pruebas más comúnmente usadas en evaluaciones in vitro para medir biocompatibilidad.
1° Se investiga el material utilizando una serie de ensayos de citotoxicidad in vitro.
2° Se determina que el material no es citotóxico in vivo, por medio de su implantación en el tejido subcutáneo o el músculo y se evalúa la reacción tisular local.
3° La reacción in vivo del tejido blanco versus el material de prueba se debe evaluar en sujetos humanos o animales (30). Los resultados de las pruebas de citotoxicidad in vitro pueden no correlacionarse altamente con los obtenidos in vivo. Sin embargo, se puede asegurar que, si un material de prueba induce constantemente una fuerte reacción citotóxica en las pruebas de cultivo celular, es muy probable que también ejerza toxicidad en el tejido vivo.
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