HAP | Polianhídridos
Biopolímeros > ► Biopolímeros A-Z
Polianhídridos HAP
Los polianhídridos describen un tipo de polímero biodegradable construido a partir de monómeros repetidos conectados por enlaces anhídridos. El polianhídrido es un copolímero de metil vinil y anhídrido maleico, que proporciona un esqueleto hidrófobo con enlaces anhídrido hidrolíticamente lábiles. Los anhídridos son altamente susceptibles a la hidrólisis y se degradan en monómeros diácidos no tóxicos que pueden metabolizarse y eliminarse del cuerpo, es decir, muchos polianhídridos se consideran biocompatibles. Los polianhídridos aromáticos se degradarán lentamente un período prolongado, mientras que los polianhídridos alifáticos pueden degradarse en unos pocos días. Esta propiedad hace que esta clase de polímeros sea adecuada como recubrimientos biodegradables de liberación controlada para sistemas de administración de fármacos. Si bien los polianhídridos puros tienen un uso limitado en la ingeniería de tejidos, se pueden mezclar o copolimerizar con monómeros alifáticos para aumentar su tiempo de degradación. Los polianhídridos son materiales de administración de fármacos populares que se utilizan principalmente en el tratamiento contra el cáncer [carmustina, poli (obleas de gliadel de CPP-SA)], anestésicos locales, fármacos neuroactivos y productos oftálmicos.Gama de productos polianhídridos
Como las unidades monoméricas y, por tanto, las propiedades difieren entre los diferentes tipos de polianhídridos, estos polímeros se subclasifican en tres grupos principales: alifáticos, insaturados y aromáticos. Los polianhídridos alifáticos son solubles en hidrocarburos clorados, se funden por debajo de los 100°C y se degradan solo unas semanas después de la implantación. Los polianhídridos insaturados incluyen ácido acetilendicarboxílico y ácido 4,4'-estilbendicarboxílico, y contienen dobles enlaces después de la polimerización, que pueden participar en la reticulación de cadenas de polímero. Debido a los dobles enlaces presentes en la cadena principal, estos polímeros también exhiben grados más altos de cristalinidad y son insolubles en común disolventes orgánicos. La última clase principal, los polianhídridos aromáticos, es extremadamente hidrófobo, exhibe temperaturas de fusión superiores a 200°C, es insoluble en disolventes orgánicos comunes y se degrada muy lentamente in vivo.
Propiedades polianhídridos
Los polianhídridos describen un tipo de polímero biodegradable construido a partir de monómeros repetidos conectados por enlaces anhídridos. Como las unidades monoméricas y, por tanto, las propiedades difieren entre los diferentes tipos de polianhídridos, estos polímeros se subclasifican en tres grupos principales: alifáticos, insaturados y aromáticos. Los polianhídridos alifáticos son solubles en hidrocarburos clorados, se funden por debajo de los 100 ° C y se degradan solo unas semanas después de la implantación. Los polianhídridos insaturados incluyen ácido acetilendicarboxílico y ácido 4,40-estilbendicarboxílico, y contienen dobles enlaces pospolimerización, que pueden participar en reticulación de cadenas poliméricas. Debido a los dobles enlaces presentes en la cadena principal, estos polímeros también exhiben grados más altos de cristalinidad y son insolubles en solventes orgánicos comunes. La última gran clase, aromática. Aunque los enlaces anhídrido son muy susceptibles a la hidrólisis, los polímeros cristalinos son muy estables en un entorno acuoso porque las moléculas de agua no pueden penetrar en las regiones cristalinas. Para hacer que el polímero sea más susceptible a la hidrólisis, se copolimerizan anhídridos alifáticos con diácidos aromáticos que reducen la cristalinidad. La tasa de erosión de tales polímeros puede variar de días a años dependiendo de la composición. Los polianhídridos puramente aromáticos se vuelven quebradizos con el tiempo y eventualmente se fragmentan después de la exposición al agua, lo que hace que los medicamentos solubles en agua se liberen más rápidamente que por la erosión del polímero, mientras que los copolímeros de anhídridos aromáticos y anhídridos preparados a partir de ácidos grasos, como el ácido oleico y sebácico de origen natural , tienen tasas de degradación controladas de días a años. Entre los polianhídridos más utilizados se encuentran los copolímeros de ácido sebácico (SA) y 1,3-bis (p-carboxifenoxipropano (CPP). Variando la relación del bloque hidrofóbico (CPP) y el bloque hidrofílico (SA), se controla se pueden lograr tasas de degradación. CPP cuando se copolimeriza con polietilenglicol (PEG) retiene la erosión superficial del polianhídrido de dos componentes mientras aumenta la tasa de erosión debido a aumento de la hidrofilicidad por la funcionalidad PEG. Se pueden lograr tasas de erosión relativamente más rápidas ajustando el contenido de precursor de PEG.
Propiedades Quimica
Los enlaces de anhídrido se escinden hidrolíticamente y forman productos solubles en agua. Lacadena principal del polímero hidrófobo evita la penetración del agua en la mayor parte del polímero, lo que hace que el polímero se degrade por erosión de la superficie. En consecuencia, el polímero mantiene una cinética de degradación de orden casi cero al tiempo que conserva su integridad estructural. La degradación se puede ajustar introduciendo monómeros hidrófobos o hidrófilos en la cadena principal del polímero. Los monómeros hidrófobos estabilizan el enlace anhídrido durante la hidrólisis. Los polianhídridos alifáticos relativamente menos hidrófobos basados en ácido sebácico se degradan rápidamente (en días), mientras que los polímeros basados en ( p -carboxifenoxi) hexano aromático más hidrófobo tardan años en degradarse. Los poli (anhídridos) tienen muchas aplicaciones y se pueden fabricar en micropartículas , nanopartículas , obleas, etc. Polianhídridosse dividen principalmente en tres clases: alifáticos, insaturados y aromáticos. Las propiedades de los polímeros varían a medida que cambian las propiedades del grupo funcional. Los polianhídridos alifáticos con grupo R que tienen átomos de carbono unidos en la cadena lineal o ramificada se confirman por su punto de fusión (50 ° C-90 ° C), naturaleza cristalina y solubilidad en hidrocarburos clorados. El tiempo de eliminación de estos polímeros del cuerpo es de 1 semana. Los polianhídridos insaturados con el grupo R que tienen uno o más dobles enlaces se confirman por su insolubilidad en disolventes orgánicos comunes así como por su naturaleza altamente cristalina. Los polianhídridos aromáticos con un grupo R que tiene un anillo de benceno se confirman por la insolubilidad en compuestos orgánicos, la naturaleza cristalina y el punto de fusión (≥100°C).
Polimerización
Se sintetizan principalmente por dos métodos: polimerización en solución y condensación en estado fundido. Generalmente, el método de polimerización por condensación en estado fundido se usa para obtener polímeros de alto peso molecular. Este método implica la reacción de monómeros de ácido dicarboxílico con un exceso de anhídrido acético al vacío y a alta temperatura. Algunos otros métodos populares utilizados para la síntesis de polianhídridos son el calentamiento por microondas, el método de polimerización por apertura de anillo, la condensación interfacial, la polimerización en solución y los agentes de acoplamiento deshidratantes. Los polianhídridos se preparan principalmente por condensación en estado fundido de ácido dicarboxílico con un anhídrido acético a alta temperatura al vacío. Los polianhídridos más estudiados se basan en ácido sebácico, ácido adípico y ácido tereftálico. Los enlaces de anhídrido se escinden hidrolíticamente y forman productos solubles en agua. Lacadena principal del polímero hidrófobo evita la penetración del agua en la mayor parte del polímero, lo que hace que el polímero se degrade por erosión de la superficie. En consecuencia, el polímero mantiene una cinética de degradación de orden casi cero al tiempo que conserva su integridad estructural.
Aplicaciones
Los polianhídridos encuentran usos en el dispositivo médico y en la industria farmacéutica. Se utilizan como recubrimientos de liberación controlada para sistemas de administración de fármacos para controlar la velocidad de liberación de un ingrediente activo. También se pueden usar como implantes médicos temporales que se descomponen de manera segura con el tiempo y, por lo tanto, eliminan la necesidad de una segunda invención quirúrgica para su extracción.