Bioresorbable Polymers and their Biomedical Applications

پلیمرهای قابل جذب یا زیست تخریب پذیر معمولاً در کاربردهای مختلف زیست پزشکی استفاده می شوند. کاربرد پلیمرهای قابل جذب زیستی در بخش بیوپزشکی با بی حرکت کردن نخ بخیه با یک داروی ضد درد یا ضد باکتری و توسعه داربست های عروقی قابل جذب زیستی، ترمیم زخم و دستگاه های تزریق داخل وریدی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر این، پلیمرهای زیست تخریب پذیر به دلیل کنترل دقیق ترکیب مواد و ریزساختار، به عنوان جایگزینی برای دستگاه های ارتوپدی فلزی مورد بررسی قرار گرفته اند. این پلیمرها از طریق انحلال، جذب و دفع از طریق مسیرهای متابولیک از بدن دفع می شوند. فرآیند هیدرولیز، پلیمر را به واحدهای کوچک‌تر تجزیه می‌کند و محصولات تخریب آن از طریق چرخه اسید سیتریک یا از طریق دفع مستقیم کلیوی بدون عوارض جانبی باقی‌مانده دفع می‌شوند.

فرآوری ایمپلنت‌های قابل جذب زیستی را می‌توان انجام داد از طریق روش‌های مرسوم پردازش پلیمر مانند قالب‌گیری اکستروژن، تزریق و فشرده‌سازی، ریسندگی با حلال یا ریخته‌گری. با این حال، هنگام پردازش این مواد باید توجه ویژه ای صورت گیرد زیرا گرما می تواند باعث کاهش وزن مولکولی به دلیل هیدرولیز پیوندها شود. علاوه بر این، گرمای بیش از حد می‌تواند پلیمر را پلیمرزدایی کند و در نتیجه، مونومرها می‌توانند اثر روان‌سازی روی پلیمر داشته باشند. اخیراً، روش‌های جایگزین با استفاده از نمونه‌سازی سریع و فرآیندهای ساخت میکرو/نانو مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

هدف کار فعلی پرداختن به این مسائل و برجسته کردن پیشرفت‌های اخیر در زمینه زیست‌پزشکی است که با استفاده از پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر امکان‌پذیر شده است. . این کتاب به عنوان یک راهنمای مرجع برای محققان دانشگاهی طراحی شده است که از پلیمرهای زیست تخریب پذیر در طیف وسیعی از زمینه ها از مهندسی بافت گرفته تا انتشار کنترل شده مواد دارویی فعال، تا پردازشگرهای صنعتی پلیمرهای زیست تخریب پذیر استفاده می کنند.

Bioresorbable or biodegradable polymers are commonly used in various biomedical applications. The application of bioresorbable polymers in the biomedical sector has been widely exploited by immobilising suturing thread with an analgesic or antibacterial drug, and the development of bioresorbable vascular scaffolds, wound-healing and intravenous drug-delivery devices. Furthermore, biodegradable polymers have been investigated as a replacement for metallic orthopaedic devices due to their precise control of material composition and microstructure. These polymers are eliminated from the body via dissolution, assimilation and excretion through metabolic pathways. The hydrolysing process breaks down the polymer into smaller units and its degradation products are excreted by means of the citric acid cycle or by direct renal excretion with no residual side effects.

Processing of bioresorbable implants can be achieved via conventional polymer processing methods such as extrusion, injection and compressing moulding, solvent spinning or casting. However, special consideration must be given when processing these materials because heat can cause a reduction in molecular weight due to the hydrolysing of bonds. In addition, overheating can depolymerise the polymer and, as a result, monomers can have a plasticising effect on the polymer. Recently, alternative approaches utilising rapid prototyping and micro-/nanofabrication processes have been employed.

The current work aims to address these issues and highlight recent advances in the biomedical field that have been enabled by the use of biodegradable polymers. This book is designed as a reference guide for academic researchers utilising biodegradable polymers in a range of areas from tissue engineering to controlled release of active pharmaceuticals, through to industry-based processors of biodegradable polymers.