Polímeros naturales
ResumenLa biodegradación de los polímeros procede por hidrólisis y oxidación. La mayoría de los polímeros sintéticos biodegradables y los biopolímeros contienen grupos hidrolizables a lo largo de las cadenas principales. Los primeros estudios sobre los mecanismos de biodegradación estuvieron motivados por las aplicaciones biomédicas de los polímeros biodegradables. La presencia de enlaces hidrolizables y/u oxidables en la cadena principal del polímero, la presencia de sustituyentes adecuados, la correcta estereoconfiguración, el equilibrio entre hidrofobicidad e hidrofilia y la flexibilidad conformacional contribuyen a la biodegradabilidad de los polímeros sintéticos. Por otra parte, la morfología de las muestras de polímeros afecta en gran medida a sus tasas de biodegradación. La biodegradación de los polímeros hidrolizables procede de forma difusa, con las regiones amorfas degradándose antes que la degradación de las regiones cristalinas y reticuladas. Se han sintetizado polímeros reticulados que contienen uno o más grupos funcionales hidrolizables (amidas, enamina, enol-cetona, éster, urea y uretano) y se ha comprobado que son biodegradables a distintas velocidades. Son muy prometedores para su aplicación en áreas biomédicas y agrícolas, así como en la tecnología de envasado.Palabras claveEstas palabras clave han sido añadidas por la máquina y no por los autores. Este proceso es experimental y las palabras clave pueden actualizarse a medida que el algoritmo de aprendizaje mejore.
Estructura de polímero biodegradable
Los polímeros biodegradables son una clase especial de polímeros que se descomponen después de su uso previsto mediante un proceso de descomposición bacteriana para dar lugar a subproductos naturales como gases (CO2, N2), agua, biomasa y sales inorgánicas.[1][2] Estos polímeros se encuentran tanto en la naturaleza como en la fabricación sintética, y consisten en gran medida en grupos funcionales éster, amida y éter. Sus propiedades y su mecanismo de descomposición vienen determinados por su estructura exacta. Estos polímeros suelen sintetizarse mediante reacciones de condensación, polimerización de apertura de anillos y catalizadores metálicos. Existen numerosos ejemplos y aplicaciones de polímeros biodegradables.
En las últimas décadas se han introducido materiales de envasado de origen biológico como alternativa ecológica, entre los cuales los films comestibles han ganado más atención debido a sus características ecológicas, su gran variedad y disponibilidad, su no toxicidad y su bajo coste[3].
Los polímeros biodegradables tienen una larga historia y, dado que muchos son productos naturales, no se puede trazar con exactitud la cronología de su descubrimiento y uso. Uno de los primeros usos medicinales de un polímero biodegradable fue la sutura de catgut, que se remonta al menos al año 100 d.C.[4] Las primeras suturas de catgut se hacían con los intestinos de las ovejas, pero las suturas modernas de catgut se hacen con colágeno purificado extraído del intestino delgado del ganado vacuno, ovino o caprino[5].
Polímeros biodegradables insolubles en agua
El objetivo de este libro es ofrecer una visión breve pero completa sobre el tema de los polímeros biodegradables. Al capítulo de introducción le sigue una descripción de las características generales de los polímeros biodegradables y las vías de su degradación en el cuerpo humano. Se describen las dificultades y particularidades de sus diversas aplicaciones biomédicas y farmacéuticas, especialmente en el campo de la tecnología farmacéutica, con el fin de definir el sistema de polímeros portadores ideal para tipos específicos de terapia. Por último, la obra presenta la clasificación de estos polímeros en función del tipo de mecanismo de degradación. Esta sección también incluye la estructura química de determinadas moléculas poliméricas, su síntesis química o biológica y la descripción de sus usos en aplicaciones biomédicas y farmacéuticas específicas.
En las últimas décadas, los polímeros biodegradables han alcanzado una importancia significativa en los campos de las aplicaciones biomédicas y farmacéuticas. Se han convertido en los candidatos preferidos para la fabricación de formas terapéuticas, por ejemplo, dispositivos ortopédicos, tornillos y espinas óseas temporales, andamios tridimensionales para la ingeniería de tejidos o sistemas de administración de fármacos para su liberación sostenida y dirigida. Cada una de estas aplicaciones requiere un material con propiedades físicas, biológicas y químicas específicas, así como un perfil de degradación específico. Estos polímeros (naturales o sintéticos) se someten a una degradación hidrolítica o enzimática, y ambas tienen algunas ventajas e inconvenientes. Se enumeran los materiales poliméricos más utilizados en aplicaciones biomédicas, incluyendo su estructura y vías de degradación.
Polímeros biodegradables para el medio ambiente
Una visión completa de los polímeros biodegradables, que abarca desde la síntesis, la caracterización y los mecanismos de degradación, al tiempo que presenta aplicaciones útiles, como los sistemas de administración de fármacos y las terapias regenerativas basadas en biomateriales. Una sección introductoria aborda aspectos fundamentales como las reacciones químicas básicas durante la degradación, la complejidad de los entornos biológicos y los métodos experimentales para el seguimiento de los procesos de degradación.El resultado es una fuente de referencia fiable para quienes deseen aprender más sobre esta importante clase de materiales poliméricos, así como para los científicos del sector que busquen una visión más profunda.
Andreas Lendlein es director del Instituto de Investigación de Polímeros del Helmholtz-Zentrum Geesthacht, en Teltow (Alemania), y forma parte de la junta directiva del Centro de Terapias Regenerativas de Berlín-Brandenburgo. Es profesor de Materiales en Ciencias de la Vida
Adam Sisson se doctoró en Química Supramolecular en 2005 bajo la dirección del profesor Anthony Davis en la Universidad de Bristol, Reino Unido. A continuación, se incorporó al grupo del profesor Stefan Matile en la Universidad de Ginebra (Suiza) para realizar un postdoctorado.