Нещодавно розроблені біорозкладні волокна забезпечують рішення для різних медичних застосувань, оскільки вони обіцяють поліпшення експлуатаційних характеристик і розширення функціональності при більш конкурентному рівні цін.
Виробництво медичного волокна є в даний час швидко розвивається галуззю, оскільки по всьому світу впроваджуються застосування, переважно в вигляді медичних імплантатів і шовного матеріалу для зняття ряду проблем від дисфункцій органів до дефектів тканин.
У Сполучених Штатах щорічно проводиться вісім мільйонів операцій по відновленню органів і тканин на суму понад US $ 40 мільярдів, що складає половину сукупних витрат стани на медичне обслуговування, четверта частина цієї суми витрачається на відповідні волоконні матеріали і продукти.
Біорозкладані волокна, які використовуються в якості матеріалів для імплантатів, повинні володіти надійними властивостями, такими як достатній ступінь біосумісності, зносостійкості і здатності до біологічного розкладання. Це одні з найцінніших лікарських препаратів, оскільки вони вступають в безпосередній контакт з людським організмом, і грають важливу роль в забезпеченні успішності і безпеки медичних операцій і процедур. Таким чином, виробництво біорозкладаних волокон має великий потенціал для глобалного медичного ринку.
Безліч застосувань для полівінілового спирту
Полівінілхлорид (PVA), одержуваний в результаті гідролізу полімеру, званого полівінілацетатом, являє собою високомолекулярний розчинний у воді полімер, широко використовуваний в самих різних областях.
PVA володіє прекрасним властивостями для формування плівки і зв'язують властивостями. Він стійкий до впливів масла, розчинника і стирання при високій еластичності, у нього також високі протівокіслородние бар'єрні властивості. Розчинна PVA розчинний у воді, а ще краще він розчиняється при більш високій температурі води, тим не менш, він майже не розчиняється органічними розчинниками.
PVA текстильної марки являє собою повністю або частково гідролізований полімер. Повністю гідролізований PVA розчиняється в холодній воді, в той час як частково гідролізований спирт не розчиняється в холодній воді. Таким чином, можна створювати полімерний розчин за допомогою води, і PVA можна піддавати прядіння сухим або вологим способом.
Є такі марки медичних PVA волокон: PVA05-88, PVA17-88 і PVA-124. Ступінь Алкоголиз для перших двох марок становить (88? 2) (мовляв)%, а їх середній ступінь полімеризації складає 500-600н і 1,700-1,800н відповідно. Ступінь Алкоголиз для PVA-124 становить 98-99 (мовляв)%, а середня ступінь полімеризації складає 2,400-2,500н.
Полімери РGLA дають економічну вигоду
Полігліколід лактид (PGLA) дозволяє отримати поглинається медичний шовний матеріал, виключаючи, таким чином, необхідність його видалення після проведення хірургічної операції. Це особливо зручно для медичних операцій всередині людського організму, таких як анастомоз печінки, селезінки, кишечника та шлунка, а також при акушерських та інших хірургічних процедурах в області пластичної хірургії, офтальмології та загальної хірургії.
Зображення сканирующим електронним мікроскопом полімерної платформи на основі волокон, що складається з нетканій сітки з волокон PGA (Джерело фото: Близькосхідний технічний університет)
Цей продукт має велику економічну цінність, оскільки він дуже корисний для сучасної медичної науки.
PGLA, при вартості не більше RMB 50,000 за кілограм, має ринкову вартість RMB 300,000 після обробки і створення розсмоктується шовного матеріалу.
У розвинених країнах розсмоктується шовний матеріал широко використовується на ринку медичного шовного матеріалу, на його частку припадає до 85% від усього обсягу ринку в США, наприклад. У таких менш розвинених країнах, як, наприклад, Китай, використовується шовний матеріал з кетгуту, хоча його все більше і більше витісняє шовний матеріал, що виготовляється з полігликолевою кислоти (PGA) і PGLA.
PLA на основі рослин запущені в промислове виробництво
Здатна повністю піддаватися біологічному розкладанню PLA є полімером на рослинній основі, який проводиться полімеризацією молочної кислоти, яка сама утворюється за допомогою ферментизації крохмалю, що міститься в солодкій кукурудзі та інших рослинах.
Як повідомляє Toray, що не завдає шкоди навколишньому середовищу PLA володіє великим потенціалом за рахунок своєї "вуглецево нейтральною" здатності, яка допомагає керувати газами, що викликають парниковий ефект, і зберігати истощающиеся запаси нафти.
В умовах постійно зростаючих цін на нафту, PLA привертає все більшу увагу до свого потенціалу для використання в якості нікозатратного сировинного матеріалу в майбутньому, а компанії шукають шляхів збільшення числа застосувань в самих різних областях.
Полімери PLA забезпечують хороші функціональні експлуатаційні характеристики, що робить їх застосовними для виробництва цілого ряду ринкових застосувань. Так само, як і поліетилен терефталат (PET), полімери PLA нетоксичні і не діють дратівливим чином, у них висока ступінь биоразлагаемости і біодоступності.
PLA використовується в медичних цілях, включаючи хірургічний шовний матеріал, капсули сповільненого вивільнення в системах доставки лікарських препаратів, а також матеріалах для зміцнення при переломах кісток.
Так, наприклад, біорассасивающаяся PLA може використовуватися як підкладка для кісткового морфогенетичного білка (BMP). Гістологічні дослідження показали, що в міру того, як формувалися нові кістки, PLA поступово поглиналася; вона повністю зникла після певного періоду часу, і була замінена сполучною тканиною. Не було виявлено ніяких негативних впливів, і PLA була визнана відповідним і багатообіцяючим матеріалом для медичних застосувань.
PCL володіє чудовою биосовместимостью
Володіючи видатними биосовместимостью, пам'яттю і біорозкладністю, полікапролактон (PCL) широко використовується для виробництва медичних застосувань і застосувань загального призначення, таких як: дужки, шовний матеріал, пов'язки і розкладається пластмаса.
Полімери PCL є кристалічними, і розкладаються дуже повільно. Вони розкладаються в два етапи. Спочатку вони постійно зменшують свою молекулярну масу без деформації. В ході другого етапу, в міру того, як молекулярна маса продовжує зменшуватися, полімери починають розщеплюватися на фрагменти, потім слід абсорбція і виведення з організму людини.
Пластформ РHA з хорошими механічними властивостями
Поліоксіалканат (PHA) являє собою біорозкладаний матеріал з хорошою биосовместимостью, а поліоксібутірат (PHB) є широко використовуваним представником сімейства PHA.
Оскільки композити РНА і на основі РНА нерозчинні в воді, біорозкладністю, біосумісні і мають хороші термопластичні властивості, їх можна використовувати при створенні цілого ряду біомедичних і тканинних інжинірингових застосувань. Вони мають потенціал для заміщення деяких функцій платформ на металевій основі і компонентів, які не піддаються розкладанню.
Metabolix це компанія з США, яка перша запустила в промислове виробництво полігідроксіалканоати (PHA).
За даними Metabolix, PHA створюються на основі биокаталитических технології з використанням відновлюваних сировинних матеріалів, таких як кукурудзяний крохмаль, тростинний цукор і рослинні масла. Ці натуральні PHA пластмаси дуже універсальні, вони мають широкий діапазон фізичних властивостей, і є практичними альтернативами синтетичним нафтохімічних пластмас. PHA бувають різними, від жорстких до дуже гнучких, вони мають дуже хорошими бар'єрними властивостями, а також стійкістю до дії гарячої води і мастила.
Заміна нафтохімічних пластмас PHA може також дати істотні економічні переваги. За даними компанії, виробництво 50 мільярдів фунтів натуральної пластмаси з РНА для заміни приблизно половини використовуваної в Сполучених Штатах в даний час нафтохімічної пластмаси зменшить імпорт нафти на більш ніж 200-230 мільйонів барелів на рік.
Полідіоксанон забезпечить безпеку і надійність
PDS (полідіоксаноновий шовний матеріал), новий синтетичний розсмоктується шовний матеріал, що не потребує подальшого видалення, але він зберігає міцність на розрив довше, ніж інші види розсмоктується шовного матеріалу. Міцність на розрив PDS зберігається від 60 до 90 днів, а розсмоктування займає від 130 до 180 днів.
PDS дає невелике розтягування тканини і викликає мінімальну реакцію тканини. Його часто використовують в тих областях, де потрібна додаткова підтримка протягом тривалих періодів часу, а також в областях з високою напругою, таких як спина.