پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر مصنوعی

## اطلاعات
فرصت‌های زیادی برای استفاده از پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر مصنوعی در حوزه پزشکی به ویژه در زمینه‌های مهندسی بافت و تحویل کنترل شده دارو وجود دارد. زیست‌تخریب‌پذیری در پزشکی به دلایل زیادی مهم است. تخریب ایمپلنت پلیمری به این معنی است که ممکن است نیازی به مداخله جراحی برای برداشتن ایمپلنت در پایان عمر عملکردی آن نباشد و نیاز به جراحی دوم را از بین ببرد.

در مهندسی بافت، پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که بافت‌ها را تقریب کند و ساختار پلیمری را فراهم کند که بتواند تنش‌های مکانیکی را تحمل کند، سطح مناسبی را برای اتصال و رشد سلول فراهم کند و با سرعتی تخریب شود که امکان انتقال بار به بافت جدید را فراهم کند.

در توسعه کاربردهای پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر، ویژگی برخی از پلیمرها از جمله سنتز و زیست‌تخریب‌پذیری در ادامه بررسی می‌شود. شرح چگونگی کنترل خواص توسط کنترل‌های مصنوعی مناسب مانند ترکیب کوپلیمر (پلیمری که بیشتر از یک نوع مونومر در آن وجود دارد)، الزامات ویژه برای پردازش و جابجایی، و برخی از دستگاه‌های تجاری مبتنی بر این مواد مورد بحث قرار می‌گیرد.

## شیمی پلیمر و انتخاب مواد
هنگام بررسی انتخاب پلیمر برای کاربردهای زیست پزشکی، معیارهای مهمی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:
* خواص مکانیکی باید با کاربرد مطابقت داشته باشد و تا زمانی که بافت اطراف بهبود نیابد به اندازه کافی قوی باقی بماند.
* زمان تخریب باید با زمان مورد نیاز مطابقت داشته باشد.
* واکنشی که موجب ایجاد مواد سمی شود ایجاد نمی‌کند.
* پس از رسیدن به هدف خود در بدن متابولیزه می‌شود.
* به راحتی در فرم محصول نهایی با ماندگاری قابل قبول پردازش‌پذیری است و به راحتی استریل می‌شود.

عملکرد مکانیکی یک پلیمر زیست‌تخریب‌پذیر به عوامل مختلفی از جمله انتخاب مونومر، انتخاب آغازگر، شرایط فرایند و وجود مواد افزودنی بستگی دارد. این عوامل بر تبلور پلیمرها، دمای انتقالی مذاب و شیشه و وزن مولکولی تأثیر می‌گذارند. هر یک از این عوامل باید در مورد چگونگی تأثیر آنها بر تجزیه زیستی پلیمر ارزیابی شود. تجزیه زیستی را می‌توان با سنتز پلیمرهایی با پیوندهای هیدرولیتیکی ناپایدار در پایه ساختار انجام داد.

این معمولاً با استفاده از گروه‌های عاملی شیمیایی مانند استرها، انیدریدها، ارتواسترها و آمیدها به دست می‌آید. اکثر پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر با پلیمریزاسیون باز کردن حلقه،سنتز می‌شوند.

## فرایند
پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر را می‌توان با روش‌های معمولی مانند قالب‌گیری فشرده یا تزریقی، ذوب کرد.

باید به الزام حذف رطوبت از مواد توجه ویژه‌ای شود. پیش از فرآوری باید دقت شود که پلیمرها خشک شوند تا از رطوبت جلوگیری شود.

از آنجایی که اکثر پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر توسط پلیمریزاسیون حلقه باز، سنتز شده‌اند، یک تعادل ترمودینامیکی بین واکنش پلیمریزاسیون رو به جلو و واکنش معکوس وجود دارد که منجر به تشکیل مونومر می‌شود. برای جلوگیری از دمای بیش از حد بالای پردازش که ممکن است منجر به تشکیل مونومر در طول فرایند قالب‌گیری و اکستروژن شود، باید مراقب بود.

باید به تمام موارد بالا دقت شود.

## زیست‌تخریب‌پذیری
پس از قرار دادن، یک دستگاه زیست‌تخریب‌پذیر باید خواص مکانیکی خود را حفظ کند تا زمانی که دیگر مورد نیاز نباشد و سپس توسط بدن جذب شود و هیچ اثری باقی نماند. پایه پلیمر از نظر هیدرولیتیکی ناپایدار است؛ یعنی پلیمر در یک محیط مبتنی بر آب ناپایدار است. این مکانیسم غالب برای تخریب پلیمرها است.

این در دو مرحله رخ می‌دهد:
# آب به بخش عمده دستگاه نفوذ می‌کند و به پیوندهای شیمیایی در فاز آمورف حمله می‌کند و زنجیره‌های پلیمری بلند را به قطعات کوتاه‌تری محلول در آب تبدیل می‌کند. این باعث کاهش وزن مولکولی بدون از دست دادن خواص فیزیکی می‌شود زیرا پلیمر هنوز توسط نواحی کریستالی کنار هم نگه داشته می‌شود. آب نفوذشده منجر به متابولیسم قطعات و فرسایش توده‌ای می‌شود.
# فرسایش سطحی پلیمر زمانی اتفاق می‌افتد که سرعت نفوذ آب به دستگاه کمتر از سرعت تبدیل پلیمر به مواد محلول در آب باشد.

مهندسان زیست‌پزشکی می‌توانند پلیمری را طوری تنظیم کنند که به آرامی تجزیه شود و استرس را با سرعت مناسب به بافت‌های اطراف در هنگام التیام با متعادل کردن پایداری شیمیایی پایه پلیمری، هندسه دستگاه و وجود کاتالیزورها، افزودنی‌ها یا نرم‌کننده‌ها منتقل کند.

## کاربردها
پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر به صورت تجاری هم در مهندسی بافت و هم در زمینه دارورسانی زیست‌پزشکی استفاده می‌شوند.
چند کاربرد خاص آنها شامل:
* **بخیه‌های جراحی**

بندانگشتی|نمونه‌ای از بخیه جراحی
یک وسیله پزشکی است که برای نگه داشتن بافت‌های بدن در کنار هم و نزدیک کردن لبه‌های زخم پس از جراحت یا جراحی استفاده می‌شود. مواد بخیه اغلب به نخ‌های قابل جذب در مقابل نخ غیرقابل جذب تجزیه می‌شود که بیشتر به الیاف مصنوعی در مقابل الیاف طبیعی تقسیم می‌شود. یکی دیگر از تمایزهای مهم در بین مواد بخیه این است که تک‌رشته هستند یا پلی‌فیلامنت.

بخیه‌های قابل جذب یا از طریق پروتئولیز یا هیدرولیز تجزیه می‌شوند و نباید در بافت‌های بدن که به استحکام کششی بیشتر از دو ماه نیاز دارند استفاده شوند. معمولاً به صورت داخلی در طی جراحی یا برای جلوگیری از اقدامات بیشتر برای افرادی که احتمال بازگشت بخیه در آنها کم است استفاده می‌شود.

قابل جذب طبیعی: شامل کتگوت ساده، کتگوت کرومیک و کتگوت سریع است که همگی از کلاژن استخراج شده از روده گاو تولید می‌شوند. همه آنها پلی فیلامنت‌هایی هستند که زمان‌های تخریب متفاوتی از ۳ تا ۲۸ روز دارند. این ماده اغلب برای بافت بدن با نیروی مکانیکی یا برشی کم و زمان بهبودی سریع استفاده می‌شود.
* **دستگاه‌های دندانپزشکی (PLGA):** یک کوپولیمر مورد استفاده در صنایع دندان‌پزشکی است.
* **دستگاه‌های ثابت‌کننده ارتوپدی**
* **استنت‌های عروقی زیست‌تخریب‌پذیر**
* **لنگرهای بافت نرم زیست‌تخریب‌پذیر**

## منابع
رده:مقاله‌های ایجادشده توسط ایجادگر