Biomateriais PoliméricosBiomateriais Poliméricos

Polímeros BiocompatíveisPolímeros Biocompatíveis

Polímeros BiocompatíveisPolímeros Biocompatíveis

Polímeros BiocompatíveisPolímeros Biocompatíveis

Polímeros BiocompatíveisPolímeros Biocompatíveis

Questões no implante de Questões no implante de polímerospolímeros

Pureza do polímero?Pureza do polímero?– Catalisador, solventes (remanescentes da síntese)Catalisador, solventes (remanescentes da síntese)– PlastificadoresPlastificadores– Solventes (produção)Solventes (produção)– Agentes esterilizantesAgentes esterilizantes

PropriedadesPropriedades químicas, físicas e mecânicas necessárias químicas, físicas e mecânicas necessárias para o atendimento aos requisitos da aplicaçãopara o atendimento aos requisitos da aplicação– Desenvolvimento interdisciplinarDesenvolvimento interdisciplinar– Fator tempo (biodegradabilidade)Fator tempo (biodegradabilidade)

Podem-se produzir polímeros sem oscilação das Podem-se produzir polímeros sem oscilação das propriedades desejáveispropriedades desejáveis– Variações na superfície (oxidação, contaminação)Variações na superfície (oxidação, contaminação)– Mudanças na cristalinidade (domínio estrutural)Mudanças na cristalinidade (domínio estrutural)– Desenvolvimento de estresseDesenvolvimento de estresse

Questões no implante de Questões no implante de polímerospolímeros

••EsterilizaçãoEsterilização– ResíduosResíduos– Degradação pode liberar substancias tóxicasDegradação pode liberar substancias tóxicas

••BiocompatibilidadeBiocompatibilidade– Pode variar com o tempo (oxidação)Pode variar com o tempo (oxidação)

••Desenho mecânico apropriado?Desenho mecânico apropriado?– Combinação de materiaisCombinação de materiais– Função Função

• • Processo de implante Processo de implante (quando requerido) (quando requerido)

DefiniçõesDefinições

Oligômero:Oligômero:– Moléculas com Moléculas com n<10n<10 (menos de dez monômeros) (menos de dez monômeros)

Grau de polimerizaçãoGrau de polimerização::– GP= numero de monômeros residuais por cadeiaGP= numero de monômeros residuais por cadeia

Funcionabilidade:Funcionabilidade:– Numero de ligações por monômeroNumero de ligações por monômero– Um monômero deve possuir no mínimo duas ligaçõesUm monômero deve possuir no mínimo duas ligações

Homopolímeros Homopolímeros (um único monômero)(um único monômero)A-A-A-A-A-A-A-A- A-A-A-A-A-A-A-A-

CopolímerosCopolímeros (dois ou mais monômeros) (dois ou mais monômeros)– Maior diversidade de propriedadesMaior diversidade de propriedades

CopolímerosCopolímeros

AleatórioAleatório, , Ex: estireno-Ex: estireno-butadieno (borracha de pneu), butadieno (borracha de pneu), acrilonitrila-butadieno acrilonitrila-butadieno (mangueira para gasolina)(mangueira para gasolina)

AlternadoAlternado

BrocadoBrocado

EnxertadoEnxertado, , Ex: ABSEx: ABS

A estrutura das macromoléculasA estrutura das macromoléculas

Linear, Ramificada (branched), Ligações cruzadas (cross-linked), Em rede (3D - network)

Classificação dos PolímerosClassificação dos Polímeros • • Quanto a EstruturaQuanto a Estrutura

– Arquitetura da cadeiaArquitetura da cadeia linear ou ramificada, duas ou três dimensõeslinear ou ramificada, duas ou três dimensões

• • Quanto ao estado físicoQuanto ao estado físico– Semicristalino ou randomicamente desordenadoSemicristalino ou randomicamente desordenado– Vitreo ou elastoméricoVitreo ou elastomérico (Glassy or rubbery) (Glassy or rubbery)– Varia com; temperatura, peso molecular e estrutura Varia com; temperatura, peso molecular e estrutura

químicaquímica • • Quanto ao comportamento térmicoQuanto ao comportamento térmico

– TermoplásticoTermoplástico Macio e fluido sob aplicação de calor e pressãoMacio e fluido sob aplicação de calor e pressão

– TermofixoTermofixo Não responde ao calor ou pressão (queima ou quebra) Não responde ao calor ou pressão (queima ou quebra)

Classificação dos PolímerosClassificação dos Polímeros

Quanto a estrutura químicaQuanto a estrutura química–Composição elementarComposição elementar

–Grupos químicos presentesGrupos químicos presentes

–Rota deRota de síntese síntese

Quanto ao uso finalQuanto ao uso final–Plásticos, borrachas, fibras, Plásticos, borrachas, fibras,

adesivos, tintas, tubos, etc.adesivos, tintas, tubos, etc.

Estrutura e propriedades dos Estrutura e propriedades dos polímerospolímeros

O que faz um polímero diferente?O que faz um polímero diferente?– Moléculas de grande tamanho e estrutura em Moléculas de grande tamanho e estrutura em

forma de cadeias resultam em fortes interaçõesforma de cadeias resultam em fortes interações– Atração é Química e FísicaAtração é Química e Física

O que determina a magnitude das interaçõesO que determina a magnitude das interações– Ligações secundarias intermolecularesLigações secundarias intermoleculares

Cadeias longas muito empacotadas (polietileno CH2-Cadeias longas muito empacotadas (polietileno CH2-CH2)CH2)

Dipolo-dipolo, Pontes de Hidrogênio, ÍonsDipolo-dipolo, Pontes de Hidrogênio, Íons

Estrutura e propriedades Estrutura e propriedades Ligações secundarias intermolecularesLigações secundarias intermoleculares

Estrutura e propriedadesEstrutura e propriedades

Peso molecularPeso molecular– Entre series homologasEntre series homologas

propriedades atribuídas às forças intermoleculares, aumentam com o propriedades atribuídas às forças intermoleculares, aumentam com o peso molecular:peso molecular:

– Aumento da resistência mecânica, ponto de fusão e viscosidadeAumento da resistência mecânica, ponto de fusão e viscosidade– Eventos randômicos na formação das cadeias poliméricasEventos randômicos na formação das cadeias poliméricas

produzem uma mistura de comprimentos de cadeiaproduzem uma mistura de comprimentos de cadeia

Tamanho de cadeiaTamanho de cadeia– Existe uma distribuição de tamanhos de cadeiaExiste uma distribuição de tamanhos de cadeia– Para polímeros usados como biomateriais é necessário Para polímeros usados como biomateriais é necessário

determinar toda a curva de distribuição:determinar toda a curva de distribuição: Prevalecendo na distribuição as cadeias grandes, há influencia na Prevalecendo na distribuição as cadeias grandes, há influencia na

biocompatibilidadebiocompatibilidade e solubilidade do polímero e solubilidade do polímero Cadeias pequenas, podem causar aCadeias pequenas, podem causar a lixiviação lixiviação do polímero do polímero

Peso molecular X PropriedadesPeso molecular X Propriedades

PolietilenoPolietilenoC = % de Cristalinidade e M = massa molecularC = % de Cristalinidade e M = massa molecular

FimFim

Ate a próxima aulaAte a próxima aula