12/04/2012 - Neue Polymere für medizinische Zwecke

Menéame

Handhabung und Änderung der Eigenschaften des Polymers Poly (vinylalkohol) oder PVA Wissenschaftler an der Universität des Baskenlandes (UPV/EHU) als Grundlage für die Entwicklung neuer Materialien für die Anwendung in der Biomedizin dienen. Die PVA-Wassergel sind in Wasser löslich, werden aber schnell in Kontakt mit der Haut getrocknet. Sie werden z.B. in transdermalen Pflastern verwendet.

Ainhoa Lejardi, ein Materialingenieur der UPV/EHU, hat bei der Entwicklung neuer polymerischer Materialien einen Schritt nach vorn getan. Biomaterialien werden zunehmend in der Medizin verwendet, und sie müssen eine Vielzahl von Eigenschaften aufweisen, damit sie in allen Arten von therapeutischen Anwendungen eingesetzt werden können. In diesem Sinne hat die Forscherin eine Tür für die Möglichkeit eröffnet, neue Materialien aus dem PVA-Polymer und ihre Eigenschaften ändern, um mehr Anwendungen für Biomedizin zu schaffen. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht unter Polymer und Macromolecule, unter anderem Zeitschriften.

PVA oder Poly (vinylalkohol) ist ein biokompatibles, biologisch abbaubares und wasserlösliches Material, und daher sehr geeignet für die Verwendung in Biomedizin. Zum Beispiel wird es in solchen Gelen verwendet, die schnell trocknen und die Haut sowie die transdermalen Pflaster berühren (sie kleben an der Haut an und geben ein bestimmtes Arzneimittel frei, das sie kontrolliert durchläuft).

Die Hydrogele aus PVA sind aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit recht häufig. Lejardi hat seine häufigsten Anwendungen aufgelistet: "Für Einkapselungssysteme, die Medikamente dosieren, für die Reparaturchirurgie und für die Wundheilung." Es gibt verschiedene Möglichkeiten, neue polymere Materialien zu schaffen, aber in diesem Fall hat sich die Forscherin für die chemische Veränderung des PVA und seine anschließende Mischung mit anderen Polymeren entschieden. Immer mit biologisch abbaubaren Polymeren, wie Polylactide und Polycaprolose. Damit war es ihr Zweck, dem Originalmaterial neue Eigenschaften hinzuzufügen.  

Das Phänomen der Veresterung

Auf molekularer Ebene interagieren PVAs nicht sofort mit anderen Polymeren, weshalb die meisten Mischungen, wenn sie in ihrem ursprünglichen Zustand aufbewahrt werden, sehr heterogen sind und daher sehr schlechte mechanische Eigenschaften aufweisen. Lejardi hat versucht, PVA an diese anderen Polymere heranzuführen: "PVA hat Hydroxylgruppen in seiner Hauptkette. Die Frage ist, dass diese Hydroxyl nur miteinander verbunden sind. Dann haben wir Hydroxysäuren eingeführt, um die Hydroxylen von der Hauptkette zu entfernen." Dieses Phänomen wird als Veresterung bezeichnet: die gemeinsame chemische Reaktion eines Alkohols (Hydroxyl) und einer Säure (Hydroxysäure). Auf diese Weise werden Wasserstoffbrücken zwischen dem PVA und den biologisch abbaubaren Polymeren hergestellt, mit denen man mischen will.

Lejardi hat Tests an verschiedenen biokompatiblen Polymeren durchgeführt; nach einer Änderung des PVA durch Veresterung hat er eine Vielzahl von Polymergemischsystemen entwickelt und analysiert. Durch die Mischung von PVA mit PCL oder Poly(Epsilon-Caprolacton) hat sich die Biokompatibilität verbessert. Und mit PVP oder Poly(vinylpyrrolidon) waren die Ergebnisse ebenfalls gut, wie die Forscherin erklärt: "Wir wussten, dass PVP mit PVA vermischt werden konnte, aber wir haben festgestellt, dass die Wasserstoffbrücken durch das Mischen mit unseren Veresterten robuster sind."

Lejardi ist nun bereit, einen viermonatigen Aufenthalt am Institut für Wissenschaft und Technologie der Polymeres in Madrid (ICTP-CSIC) zu machen, um seine Forschung in Zusammenarbeit mit Dr. Carmen Micangos in diesem Zentrum fortzusetzen. Seine Absicht ist es, in einer der Veresterungen, die er durchgeführt hat, zu vertiefen, da er beobachtet hat, dass Hydrogel mit diesem speziellen Polymer gewonnen werden kann: "Wir werden die autoorganisierenden Eigenschaften des Materials studieren. Dazu haben wir Nanosphären durch Nanopräzipitation geschaffen."

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