La science des polymères a commencé à se développer et est devenue un domaine de connaissances indépendant au milieu des années 1950. En grec, polymère signifie "beaucoup de pièces". En d'autres termes, il s'agit d'une substance dans laquelle plusieurs liens monomères sont combinés en une seule macromolécule. La nature de ce matériel peut être diversifiée, de sorte que son application sera également diversifiée.
On peut distinguer deux grands groupes de matériaux polymères : synthétiques et naturels. Les polymères synthétiques sont produits par des réactions chimiques. Il existe deux mécanismes principaux pour obtenir des polymères : la réaction de polycondensation et la réaction d'addition de polypropylène. Les polymères naturels sont synthétisés indépendamment par la méthode de biosynthèse dans les cellules d'organismes vivants, puis par extraction, fractionnement ou autres méthodes de séparation des matières premières végétales ou animales.
Le début de l'utilisation des polymères en médecine peut être considéré comme la fin du XVIIIe siècle, lorsque le caoutchouc a été utilisé pour la première fois en chirurgie comme matériau biomédical. Cent ans plus tard, pour la première fois, le celluloïd est utilisé pour fermer des défauts osseux lors d'opérations chirurgicales sur des boîtes crâniennes. Ensuite, grâce aux efforts conjoints des dentistes, chirurgiens, chimistes et biologistes, une large gamme de matériaux polymères à base de résines acryliques est créée, qui sont largement utilisés dans la fabrication de produits prothétiques : dentaire, oculaire et maxillo-facial.
Aujourd'hui, en médecine, il existe plus de 3000 noms de dispositifs médicaux, y compris des biopolymères. Arrêtons-nous sur le plus connu. Par exemple, le polypropylène est un polymère synthétique que l'on rencontre souvent à la maison. En médecine, il est largement utilisé en chirurgie cardiovasculaire, principalement pour les valvules cardiaques, les vaisseaux sanguins, ainsi que pour le matériel et les fils de suture. Le deuxième polymère est le polychlorure de vinyle, qui est utilisé en traumatologie, en chirurgie et en gynécologie. Il est utilisé dans les défauts qui nécessitent une grande résistance à l'usure et une faible vitesse de résorption, c'est-à-dire la capacité de se dissoudre dans le corps. Aujourd'hui, la médecine et les technologies médicales visent non seulement à remplacer les défauts des tissus osseux, mais aussi à restaurer les défauts et les fonctions de l'organisme, c'est pourquoi on utilise des matériaux absorbables, c'est-à-dire des matériaux qui se dissolvent progressivement dans l'environnement de l'organisme, permettant la germination des os naturels ou autres tissus humains.
Les matériaux absorbables sont utilisés en génie tissulaire. Nous avons des constructions métalliques, des matériaux à base de titane et de ses alliages, ainsi que des matériaux céramiques - phosphates de calcium, céramique de zirconium. Tous ces matériaux présentent un certain nombre d'inconvénients. En particulier, il est possible d'attribuer une rigidité ou une fragilité excessive. Les matériaux polymères, bien sûr, occupent une niche dans ce domaine et vous permettent d'aplanir certains aspects négatifs de l'utilisation des matériaux métalliques. Les polymères purs sont peu utilisés pour remplacer les défauts osseux. Mais il y a quelques années, un implant de tissu osseux spongieux à base de polyéthylène a été créé, qui a passé avec succès les tests précliniques et qui, d'après les publications, est actuellement en cours d'essais cliniques. Cependant, cette approche n'est pas très demandée par les scientifiques, car l'orientation principale est la reconstruction du tissu osseux naturel.
Comme vous le savez, le tissu osseux est un composant organique et inorganique. Par conséquent, les matériaux composites à base de composant polymère - il peut être à la fois synthétique et naturel - et le composant inorganique sont prometteurs pour le remplacement des défauts du tissu osseux. Les charges céramiques sont le plus souvent utilisées à cette fin - en particulier les phosphates de calcium, le phosphate tricalcique, l'hydroxyapatite, le phosphate octocalcique, car leur composition en phase est proche de la composition inorganique du tissu osseux humain naturel.
Les matériaux composites ne sont pas seulement utilisés pour créer des échafaudages à base de polymères et de charges céramiques. Une des applications actives de ces matériaux est l'hydrogel. Ils peuvent être utilisés pour le comblement direct de défauts sans intervention chirurgicale et sans opération de la cavité. C'est-à-dire qu'il s'agit d'un hydrogel qui est pompé dans la seringue et injecté par l'aiguille dans le défaut osseux sous contrôle ultrasonique. Par conséquent, le chirurgien ne pratique pas de chirurgie abdominale. La charge de travail du patient est beaucoup moins lourde et le rétablissement est beaucoup plus rapide. Dans ce cas, le matériau qui pénètre dans l'organisme durcit sous l'influence de réactions chimiques.
La deuxième direction des hydrogels est l'encre pour l'impression tridimensionnelle. Dans le monde d'aujourd'hui, les technologies additives telles que l'impression 3D et l'électrofilage se développent rapidement. Les hydrogels sont l'un des matériaux les plus optimaux et les mieux adaptés à l'impression. En science des matériaux, en particulier en biomédecine, on imprime le plus souvent des hydrogels composites avec des charges supplémentaires. L'impression tridimensionnelle vous permet de créer un dessin tridimensionnel qui correspond parfaitement aux défauts du patient, c'est-à-dire personnalisé par tomodensitométrie. Dans l'os thttps://cdn.pixabay.com/photo/2015/11/25/11/07/plastic-1061731__340.jpg