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
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 Aula 3 - Biomateriais Metálicos
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 Aula 4 - Biomateriais Poliméricos
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 Aula 5 - Mecânica dos Polímeros e Hidrogels
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 Aula 6 - Biodegrabilidade de Polímeros
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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
– 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
– Polianidridos
– Poliortoesters
 Cristais
 Degradáveis no todo
–
–
–
–
Poliésteres
Poliamidas
Policarbonatos
Fosfonitrílicos
 Degradável por enzimas
– Poliésteres
– Policarbonatos
– 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
– 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