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Polimeri ottenuti per polimerizzazione a catena, Polimeri ottenuti per polimerizzazione a stadi....

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Polimeri ottenuti per polimerizzazione a catena Nome Polietilene (LDPE) Low density

Tm, Tg Tm= 102-112

Polietilene (HDPE) High density

Tm=128-135

Polietilene (UHMWPE) Ultra High Molecular Weight

Polipropilene (PP)

Tg=-10 Tm=174

Polivinilcloruro (PVC)

Tg=84

Polistirene (PS)

Tg=100

Politetrafluoroetilene (PTFE)

Tg= - 120 Tm diverse (335) Tf = 327

Proprietà Si ottiene ad alta P, T=130-350° -struttura ramificata -bassa densità -poche zone cristalline -elevata tenacità -elevata resistenza all’urto -elevata flessibilità -trasparente -resistente a temperatura ed agenti chimici Si ottiene tramite l’uso di catalizzatori stereospecifici a bassa P e T -struttura lineare -densità elevata -molto cristallino -più opaco -meno flessibile

Difetti Ossidazione anche a temperatura ambiente

Applicazioni Sacchetti, pellicole per alimenti, imballaggi

Termo e foto ossidabile

Contenitori, cateteri, imballaggi di alimenti, farmaci

Si ottiene con un processo simile a quello del HDPE -struttura lineare -bassa densità -meno cristallino degli altri PE -elevata viscosità in fase fluida -duttile -tenace -resistente ad abrasione e urto -resistente alle radiazioni, agenti chimici e acidi -ottima biocompatibilità -struttura parzialmente cristallina -maggiore rigidità, durezza e resistenza meccanica del PE -minore resistenza all’urto del PE -più degradabile del PE -possibilità di ottenere stereoisomeri: ->atattico, isotattico, sindiotattico -elevata tenacità -elevata traslucentezza -bassa cristallinità -Se plastificato: si abbassa Tg, diventa flessibile e idrobico -Amorfo -rigido -duro -trasparente -fragile -elevate proprietà isolanti -Se espanso: ottimo isolante termico e acustico -bianco traslucente -altamente cristallino -elevata stabilità termica -elevato peso molecolare -ha inerzia chimica -costoso -resistente al calore -eccellente isolante elettrico -Se espanso: impermeabile all’acqua, permette scambio di gas

Possibile rilascio di particelle da usura

Coppe acetabolari, protesi ginocchio, articolazioni

+ suscettibile a ossidazione del PE

Connettori, membrane x ossigenatori, articolazioni dita, fili sutura non assorbibili, reti per contenimento ernie

Instabile alle T di lavorazione (150°), decomponendosi sviluppa HCl (corrosivo), no autoclave Presenza negli articoli finali di monomero residuo (tossico) non polimerizzato, da eliminare il più possibile

Sacche per il sangue, tubi, guanti, cateteri, sonde intravenose

Termoelastomero: dopo la fusione non è abbastanza fluido: no lavorazione meccanica

Se espanso: protesi vascolari, fili di sutura, patch cardiaci, tessuti per riparo di ernie e membrane in campo dentale.

Rilascia detriti di usura microscopici: intensa reazione infiammatoria

Siringhe, materiale monouso, imballaggi rigidi -Se espanso: imballaggi isolanti

Nome commerciale: Goretex

Polivinilalcol (PVA)

Tf= 180-240

Resine acriliche: -poli-acrilati -poli-metacrilati

Polimetilmetacrilato (PMMA)

Poli-idrossietilmetacrilato (PHEMA)

Tg= 100 -125

Si ottiene per idrolisi con metanolo in ambiente alcalino -struttura fortemente polare -struttura cristallina -possibili configurazioni > isotattiche, sindiotattiche, atattiche -eccellenti proprietà emulsificanti, adesive e di formare film -elevata resistenza a trazione e flessibilità -completamente degradabile -ben tollerate dall’organismo umano -gruppo estere legato al gruppo vinilico >poli-acrilati: esteri che contengono gruppi vinilici: -tenaci -gommosi >poli-metacrilati: gruppo vinile a cui è legato un gruppo estere: -trasparenti -rigidi -chimicamente stabili -resistenti all’invecchiamento -in genere amorfi -liquido -completamente amorfo -ottima trasparenza ottica -trasmissione della luce del 92% -termoplastico -Se usato come cemento osseo: permette migliore distribuzione di carichi, viene preparato miscelando polvere (PMMA polimerizzato) e liquido (monomero MMA + accelerante di polimerizzazione + inibitore + attivatore di reazione -impiegato principalmente in forma debolmente reticolata (proprietà di idrogelo) -fragile e vetroso -molta affinità in acqua (ne assorbe il 40%) -termoindurente -termoplastico

Lacrime artificiali, lenti a contatto giornaliere, rilascio controllato di farmaci (chemioembolizzazione)

Ambito ortopedico e odontoiatrico sotto varie forme

Se usato come cemento osseo: -tossicità (allergie, effetti citotossici) -esotermicità (necrosi ossea) -ritiro volumetrico e porosità (mobilizzazione della protesi)

Vetri sicurezza, Lenti a contatto rigide, Lenti intraoculari, Cemento per ossa, Protesi ortopediche e dentali

Lenti a contatto morbide e rivestimenti biocompatibili

Polimeri ottenuti per polimerizzazione a stadi Policarbonato (PC)

Tg= 150

-altamente amorfo (come PMMA) -elevata trasparenza (87%) -alta rigidezza e durezza -elevata tenacità anche a bassi spessori -resistente a radiazioni e al calore -buona lavorabilità

Non impiantabile (rilascio di agenti non biocompatibili)

Polietilentereftalato (PET)

Tg=70 Tm=265

Condizioni di stampaggio rigorose

Poliesteri biodegradabili I più noti sono i polialfa-idrossiacidi: PGA, PLA, PCL >meccanismi di degradazione: bulk erosion, surface erosion, bioriassorbimento Polimetilsilossidano (PDMS) (silicone)

>PGA: Tg=36 (zone amorfe) >PLA: Tg=60, Tm=170 (semicristallino) >PCL: Tg= -60, Tm=64

-semicristallino -trasparente (se costituito da sferuliti piccoli) -ottima durezza superficiale -buona resistenza chimica -stabilità dimensionale -resistente ad usura, buone capacità antifrizione, basso creep >PGA: struttura semplice, cristallizza facilmente (50%, Tm=220) >PLA: presenta atomi di C chirale, molto idrofobico, possibilità di formare isomeri ottici >PCL: Rilascio controllato, degrada in 2/3 anni, biocompatibile, non tossico, forma strutture Monocryl (copolimeri con il PLA)

Poliuretani lineari a segmenti (PSU o PTU o SPT)

Poliammidi

Tg=-120

-comportamento elastomerico -amorfo-cristallino (zona cristallina T di fusione -40) -buon compatibilità fisiologica -compatibile con tutti i processi di sterilizzazione -inerzia chimica -Se in forma di gel: viscosità Prodotti dalla reazione chimica tra: diisocianato, macroglicole, esternsore di catena -copolimeri a blocchi costituiti da blocchi alternati a segmenti lunghi e flessibili (sof segment) collegati alle estremità con segmenti rigidi (hard segment) attraverso legami covalenti -interazioni fisiche tra catene -proprietà elastomeriche -elevato modulo e resistenza (se aumenta hard segment) -basso modulo e resistenza (se aumento soft segment) -Ottima resistenza a fatica in flessione -Buona bio ed emo compatibilità -Bassa adesione batterica -+ resistenti a abrasione, invecchiamento, solventi -Se lineari: altamente cristallini, eccellenti proprietà meccaniche -stabili all’idrolisi in acqua

>PGA: poco rigido a T corporea >PLA: rilascia acido in degradazione (risposta immunitaria)

Vetrature, contenitori trasparenti, membrane per ossigenatori, chirurgia plastica del cranio Fibre di poliestere (Dacron), protesi vascolari di largo calibro, pezze e garze, anelli di sutura, fili di sutura non biodegradabili PGA,PLA>> fili riassorbibili, supporti crescita cellulare(scaffold), stent biodegradabili >PCL: rilascio controllato di farmaci Chirurgia generale ed estetica, protesi tracheali, lenti a contatto, impianti corneali, membrane di ossigenatori

Suscettibilità a degradazione nell’impianto a lungo termine in vivo (idrolisi, ossidazione, enviromental stress cracking)

Sostituzione gomme vulcaniche, applicazioni cardiovascolari, cateteri, cannule, sacche ventricolari, tubi endotracheali

Subiscono azione plastificante e rigonfiante (alterazione delle proprietà) in acqua

Fibre sintetiche, rivestimenti impermeabili, imballaggi, fili per suture (non riassorbibili)...