Biodegradabilità

La reticolazione:

- Aumenta le proprietà meccaniche

- Aumenta i tempi di degradazione

Un materiale biodegradabile:

Subisce un abbassamento del suo peso molecolare nel tempo a

causa della scissione progressiva dei leg intramolecolari

Questa degradazione avviene ad opera del corpo umano, per idrolisi

semplice o enzimatica

I prodotti di degradazione non devono essere tossici per l

organismo, né per la loro composizione chimica né per un eccesso di

quantità

Il processo dev essere relativamente veloce e controbilanciato

dall rigenerazione di nuovo tessuto e qunidi dev essere studiato in

relazione alla specifica applicazione

I mat bio-based sono quelli derivati interamente o parzialmente da

biomasse per es da vegetali. Es cellulosa e PLA da canna da zucchero.

In sostituzione delle fonti fossili come il petrolio.

Un materiale plastico è definito bioplastica se è bio-based e/o

biodegradabile. Ad es il PLA è sia biodegr (poliestere alifatico) che

biobased (canna da zucchero), il PCL è biodegr ma non biobased,

esistono versioni biobased di PE e PET ma non biodegr.

Requisiti per la progettazione di scaffold/sistemi di delivery

biodegradabili:

Devo considerare la specifica applicazione per definire la corretta

cinetica di degradazione per avere un bilanciamento tra

degradazione dello scaffold e rigenerazione del tessuto

Devo considerare la forma e la dimensione dello scaffold, perché

determina la superficie esposta a degradazione e il tempo richiesto a

degradare e la quantità di prodotti di degr rilasciati

Devo considerare le caratteristiche dell ambiente in cui verrà

impiantato lo scaffold, che può cambiare la velocità di degr

La porosità dev essere sufficiente per permettere la colonizzazione

dello scaffold da parte delle cell e la loro penetrazione fino al cuore, però

all aumentare della porosità aumenta la superficie esposta a acqua e

enzimi e quindi aumenta la degradazione e si abbassano le

proprietà mecc. I pori devono avere forma e dimensione e direzione

adatta alle cell e essere interconnessi.

Non deve suscitare un eccessiva risposta infiammatoria e i

prodotti di degr non devono essere tossici

Il processo di lavorazione dev essere scelto sulla base delle proprietà

del mat e in caso di alte T bisogna tenere in conto di una parziale

degradazione dei polimeri, soprattutto quelli nat, che dev essere

minimizzata

La sterilizzazione è necessaria ma può comportare una parziale

degradazione dei polimeri

Deve avere una shelf life accettabile ovvero durante la permanenza

in magazzino non deve degradarsi/modificare le sue

caratteristiche, e cioò dipende dal tempo e dalle condizioni ambientali

es l umidità

La degradazione abbassa le proprietà meccaniche, qunidi bisogna

progettarle in vista della progressiva degradaz e sostituzione dello

scaffold col nuovo tessuto

Meccanismi di degradazione:

Idrolitico, per i mat sintetici

 Enzimatico, per mat naturali

 O entrambi, per mat naturali



La degradazione è + lenta per:

- mat idrofobici vs idrofilici

- gruppi aromatici vs alifatici (entrambi idrofob)

- cristallino vs amorfo

- catene +lunghe vs +corte

- reticolazione vs non reticolaz

- bassa porosità vs alta porosità

- ph basico vs acido

Due possibili forme di degradazione:

- di superficie, che riduce progressivamente le dimensioni del mat e

cambia la sua forma x rilascio controllato di farmaco

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- di massa, che avviene in ogni punto all interno del mat e non

cambia dimensioni e forma x rigenerazione tessuti

