Transcript کاشتنی های بافت نرم - دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه

‫مصطفی قلیچ اوغلی‬
‫دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه‬
‫پاییز ‪90‬‬
‫فهرست‬
‫‪‬معرفی پلیمرها‬
‫‪ ‬تعریف‬
‫‪ ‬مزایا و خصوصیات مطلوب‬
‫‪ ‬دسته بندی‬
‫‪ ‬ایزومری‬
‫‪ ‬پلیمریزاسیون‬
‫‪‬کاربرد پلیمرها در مهندس ی پزشکی‬
‫‪ ‬کاشتنی های بافت نرم‬
‫‪ ‬نخ بخیه‬
‫‪ ‬پوست مصنوعی‬
‫فهرست‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫کاشتنی های سری صورتی‬
‫کاشتنی های گوش‬
‫کاشتنی های چشم‬
‫کاشتنی های انتقال دهنده ی سیاالت‬
‫‪ ‬کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫‪ ‬رگ مصنوعی‬
‫‪ ‬دریچه مصنوعی قلب‬
‫‪ ‬پیس میکر‬
‫‪ ‬کاشتنی های بافت سخت‬
‫‪ ‬مواد قالب گیری‬
‫‪ ‬تثبیت کننده های خارجی استخوان‬
‫‪ ‬وسایل ترمیم شکستگی ها در ناحیه ی مغزی استخوان‬
‫فهرست‬
‫‪ ‬سیمان استخوان‬
‫‪ ‬مفصل ران‬
‫‪ ‬کاشتنی های دندانی‬
‫‪ ‬مکانیسم های رهایش دارو‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫تعریف‬
‫‪‬‬
‫دسته ای از مواد با ریشه ی آلی یا غیر آلی‬
‫‪‬‬
‫درشت مولکولی با زنجیره ای از اتم ها (مونومر) که توسط پیوند کوواالنس ی به‬
‫هم متصل شده اند‪.‬‬
‫الیگومر‬
‫‪<1000‬‬
‫پلیمر‬
‫‪>1000‬‬
‫تعداد مونومرها‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلی اتیلن‬
‫‪ ‬اتیلن ‪ :‬مونومر‬
‫ساده ترین پلیمر‬
‫آلی‬
‫‪ ‬از ترکیب دو مولکول اتیلن بوتن تشکیل می شود ‪ :‬دیمر‬
‫‪ ‬سه مولکول اتیلن ‪ :‬تریمر‬
‫‪‬‬
‫‪2(CH2=CH2) → CH2 = CH - CH2 – CH3‬‬
‫ترکیب ‪ n‬مولکول اتیلن ‪ :‬پلی اتیلن‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫تعریف‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫درجه ی فعالیت (‪ : )functionality‬تعداد مکان های موجود برای انجام واکنش در یک پلیمر‬
‫‪NH2‬‬
‫‪COOH‬‬
‫آمین‬
‫کربوکسیل‬
‫‪OH‬‬
‫هیدروکسیل‬
‫گروههای انتهایی (‪ : )end group‬در دو انتهای زنجیره ی پلیمری قرار می گیرند‬
‫تأثیر چندانی روی خواص پلیمر ندارند‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫مزایا (نسبت به بیومتریالهای سرامیکی و فلزی)‪:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫راحتی ساخت و تولید اشکال متفاوت‬
‫راحتی انجام عملیات ثانویه روی آن ها‬
‫هزینه ی منطقی‬
‫قابلیت دسترس ی به مواد با خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب‬
‫خصوصیات مطلوب‪:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫زیست سازگاری (عدم سرطان زایی‪ ،‬تب زایی‪ ،‬پاسخ آلرژیک و‪)...‬‬
‫قابلیت سترون شدن (اتوکالو‪ ،‬حرارت خشک‪ ،‬گاز اتیلن اکسید و تابش)‬
‫قابلیت ساخت‬
‫داشتن خواص فیزیکی مناسب (استحکام‪ ،‬االستیسیتی و پایداری)‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫متشکل از یک نوع‬
‫مونومر‬
‫دسته بندی پلیمرها‬
‫هموپلیمر‬
‫از نظر اتم های تشکیل دهنده‬
‫ازنظر آرایش ساختاری‬
‫خطی‬
‫چند نوع‬
‫متشکل از‬
‫مونومر‬
‫ازنظر آرایش ساختاری‬
‫شاخه ای‬
‫تناوبی‬
‫تصادفی‬
‫‪--A-B-B-A-A-‬‬‫‪ --A-A-B-B--‬شبکه ای‬
‫کوپلیمر‬
‫کوپلیمر‬
‫بلوکی‬
‫‪---A-A-A-B-B-B---‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫دسته بندی پلیمرها‬
‫خطی‬
‫شاخه ای‬
‫شبکه ای‬
‫‪---A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A---‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫ایزومری‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ایزومر‪ :‬ترکیباتی هستند که از نظر فرمول شیمیایی یکسان ولی از نظر ساختار‬
‫واقعی متفاوتند‪.‬‬
‫ایزومری در پلیمرها‪:‬‬
‫فضایی‬
‫هندسه ای‬
‫‪Atactic‬‬
‫گروههای متصل به گروه اصلی‬
‫به صورت تصادفی قرار گرفته اند‬
‫گروه اصلی‬
‫ههایگرومتصل‬
‫نحوه ی قرارگروگیری‬
‫ههای بهفرعی‬
‫تنوع در ایزومرها به‬
‫‪Isotactic‬‬
‫بستگیقرداار د‪.‬دارند‪.‬‬
‫اصلیصفحه‬
‫یکیطرف‬
‫نسبت به صفحه ی عبوری از در‬
‫نجیره‬
‫ر‬
‫ز‬
‫گروههای متصل به گروه اصلی‬
‫‪ Syndyotactic‬به صورت یک درمیان در دو‬
‫طرف صفحه قرار دارند‪.‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫ایزومری‬
‫‪H‬‬
‫‪H‬‬
‫فضایی‬
‫هندسه ای‬
‫سیس‬
‫‪C‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪3‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪3‬‬
‫‪C‬‬
‫با توجه به نحوه ی قرار گیری گروههای جانبی در یک پیوند‬
‫‪C‬‬
‫‪C‬‬
‫دوگانه بدست می آید‬
‫ترانس‬
‫‪H‬‬
‫‪CHH‬‬
‫‪3‬‬
‫‪CH3‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫• تعریف‪ :‬فرآیندی است که در آن مونومرها از طریق واکنش های شیمیایی با‬
‫ترکیب شده و تشکیل پلیمر می دهند‪.‬‬
‫یکدیگر‬
‫• شرط‪ :‬وجود عاملیت حداقل ‪2‬‬
‫عاملیت‬
‫ههای‬
‫وجود‬
‫گرووههای‬
‫وجود گر‬
‫عاملی‬
‫‪CH3‬‬
‫دوگانه‬
‫حضو‬
‫باند دوگانه‬
‫حضورر باند‬
‫یا سه گانه‬
‫‪NH2‬‬
‫‪COOH‬‬
‫آمین‬
‫کربوکسیل‬
‫‪CH3‬‬
‫‪SH‬‬
‫‪CH2 + H2‬‬
‫‪NCO‬‬
‫‪OH‬‬
‫هیدروکسیل‬
‫‪CH2‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫انواع‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫مرحله ای‬
‫زنجیره ای‬
‫رادیکال آزاد‬
‫تراکمی‬
‫افزایش ی‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫در این روش مولکولها در یک واکنش خود به خودی و خیلی سریع در طول‬
‫یک واکنش زنجیره ای به هم متصل می شوند‪.‬‬
‫این واکنش محصول فرعی ندارد و محصول همان ترکیبات عناصر مونومر‬
‫را دارد‪.‬‬
‫دو عاملیتی توسط باند های دوگانه تامین می شود؛ بنابراین ترکیبات‬
‫شامل باند های دوگانه (مانند ترکیبات وینیل‪ ،‬آلیل و اولفین ها) می توانند‬
‫در این نوع پلیمریزاسیون شرکت کنند‪.‬‬
‫چون اکثریت این مونومرها در گروه وینیل قرار می گیرند‪ ،‬به‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای پلیمریزاسیون وینیلی نیز گفته می شود‪.‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫زنجیره ای‬
‫اختتام‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫رادیکال آزاد‬
‫انتشار‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫یونی‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫کوردینانسیونی‬
‫شروع‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای رادیکال آزاد‪ :‬در اثر ایجاد رادیکال های آزاد به وسیله ی تجزیه آغازگر (‬
‫‪ ،)Initiator‬رشد زنجیر پلیمر آغاز می شود‪.‬‬
‫آغازگرها ترکیباتی به لحاظ حرارتی ناپایدار هستند که در صورت دریافت انرژی (نظیر حرارت‪ ،‬نور فرابنفش) به‬
‫رادیکال آزاد (که میل زیادی به ترکیب شدن دارد) تجزیه می شوند‪.‬‬
‫نرخ تجزیه آغازگرها به طبیعت شیمیایی‪ ،‬دمای واکنش و حالل به کار رفته بستگی دارد‪.‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫اختتام‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫انتشار‬
‫شروع‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای رادیکال آزاد‬
‫رادیکال آزاد شامل یک تک الکترون است‪ ،‬بنابراین بسیار فعال بوده و می تواند به سمت مولکولی است که آماده‬
‫است یک الکترون را از خود جدا کند حمله کند‪.‬‬
‫این اتفاقی است که در فرآیند شروع رخ می دهد‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪R + CH2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪ ‬رادیکال آزاد به پیوند پای باند دوگانه حمله کرده و یک جفت الکترون در سطح سیگما ایجاد میکند‪ .‬این‬
‫فرایند باعث آزاد شدن انرژی در حدود ‪ 20Kcal‬می شود‪ .‬بنابراین فرآیندانتشار بدون اضافه کردن انرژی به‬
‫وقوع می پیوندد‪.‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫اختتام‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫انتشار‬
‫شروع‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای رادیکال آزاد‬
‫در مرحله ی انتشار‪ ،‬محل رادیکال در اولین واحد مونومر‪ ،‬به باند دوگانه ی مونومر تازه ای حمله می کند و محل‬
‫رادیکال از مونومر اول به مونومر دوم انتقال پیدا می کند‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH + CH2‬‬
‫‪X‬‬
‫فرآیند حمله های پی در پی به مولکول مونومر تازه و رشد زنجیر‪ ،‬انتشار نامیده می شود‪.‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫اختتام‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫انتشار‬
‫شروع‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای رادیکال آزاد‬
‫سر‬
‫سر بهبه دم‬
‫دم‬
‫دم‬
‫انواع انتشار‬
‫‪.‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH22‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪...... CH2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪XX‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH2++CH‬‬
‫‪CH22‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪...... CH2‬‬
‫‪X‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫اختتام‬
‫شروع‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای رادیکال آزاد‬
‫مولکول‬
‫یک زهای‬
‫مان‬
‫آغازگر در‬
‫برخورد‬
‫تجزیه ی‬
‫پس از‬
‫از‬
‫تولید می‬
‫محل‬
‫شامل‬
‫شده آزاد‬
‫تهیهرادیکال‬
‫محصوزلیادی‬
‫تعداد‬
‫نمیتوان به‬
‫ند‬
‫می توانند‬
‫نیستند و‬
‫کدام از آنها‬
‫ادیکالهرآزاد‬
‫رشود‪.‬‬
‫طور‬
‫نجیرآنهارا زنآغاز‬
‫جیر‬
‫کنندشدکهزبه‬
‫مجددا رشد‬
‫همزمان ر‬
‫انتشار دهند‪ .‬بنابراین یک‬
‫گویند‪.‬‬
‫مرده و‬
‫کنند‬
‫احتمال آماری وجود دارد که دو‬
‫زنجیر در حال رشد به هم نزدیک‬
‫شده و با هم برخورد نمایند‪.‬‬
‫انتشار‬
‫اختتام‬
‫اختتام به وسیله‬
‫جفت شدن‬
‫اختتام به روش‬
‫تسهیم نامتناسب‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫اختتام‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫انتشار‬
‫شروع‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای رادیکال آزاد‬
‫اختتام به وسیله جفت شدن ‪:‬در این روش‪ ،‬دو زنجیر در حال رشد به وسیله جفت کردن تک الکترون های‬
‫موجود در هر زنجیر‪ ،‬با هم یکی شده و فعالیت آنها لغو می شود‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪+‬‬
‫‪R‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪n2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪n1‬‬
‫‪X‬‬
‫‪R‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪n2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪n1‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫اختتام‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫انتشار‬
‫شروع‬
‫پلیمریزاسیون زنجیره ای رادیکال آزاد‬
‫اختتام به روش تسهیم نامتناسب ‪ :‬در این روش‪ ،‬یک ‪ H‬از یک زنجیر جذب می شود‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫‪+‬‬
‫‪.‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪n2‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪n1‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫‪CH2 +‬‬
‫‪n1‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪CH‬‬
‫‪n1‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪X‬‬
‫‪CH2‬‬
‫‪R‬‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫پلیمریزاسیون مرحله ای‬
‫تعریف‪ :‬پلیمر به وسیله ی واکنش بین گروههای عاملی‬
‫به صورت مرحله به مرحله ساخته می شود‪.‬‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫مرحله ای‬
‫انواع‪:‬‬
‫تراکمی‬
‫افزایش ی‬
‫معرفی پلیمرها‬
‫پلیمریزاسیون‬
‫پلیمریزاسیون مرحله ای تراکمی‪:‬‬
‫‪ -1‬توسط مونومرهایی که دو عدد یا بیشتر گروه عاملی دارند‪،‬‬
‫انجام می شود‪.‬‬
‫‪ -2‬در تشکیل پلیمر تنها یک واکنش تراکمی رخ می دهد‪.‬‬
‫‪ -3‬پلیمر تشکیل شده به صورت حلقوی با وزن مولکولی کم (بر‬
‫خالف خطی) است‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫مکانیسم های رهایش دارو‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫‪ ‬حد اقل احتیاجات‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫انطباق خواص فیزیکی و مکانیکی با بافت طبیعی‬
‫عدم از دست دادن خواص به مرور زمان مگر در موارد خاص‬
‫زیست سازگاری‬
‫قابلیت سترون شدن‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫نخ بخیه‬
‫تک رشته ای‬
‫نخ بخیه‬
‫چند رشته ای‬
‫بافته شده‬
‫پیچیده‬
‫قابل جذب‬
‫غیر قابل جذب‬
‫قسمت عمده ای از‬
‫استحکام خود را در ‪2‬‬
‫ماه از دست می دهند‬
‫از استحکام خود را‬
‫بیشتر از ‪ 2‬ماه حفظ می‬
‫کنند‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫نخ بخیه‬
‫‪ .1‬واکنش بافتی حداقل‬
‫‪ .2‬قابلیت سترون شدن‬
‫‪ .3‬عدم رشد باکتری‬
‫‪ .4‬انعطاف پذیری‬
‫‪ .5‬زیست سازگاری‬
‫‪ .6‬استحکام کشش ی کافی‬
‫از مواد پلیمری برای ساخت نخ بخیه استفاده می‬
‫شود‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫نخ بخیه‬
‫‪ ‬کت گوت‪ :‬از کالژن مخاط روده ی گوسفند تهیه‬
‫می شود‪ .‬به نسبت دیگر نخ ها واکنش‬
‫بافتی کمتری دارد‪.‬‬
‫‪ ‬پلی پروپیلن‪ :‬برای بخیه بافت های چشم‪،‬‬
‫عروق و تاندون مورد استفاده قرار‬
‫می گیرد‪.‬‬
‫‪ ‬نایلون‪ :‬در بستن زخم های درم‪ ،‬اپی درم و قرنیه‬
‫در جراحی عدس ی داخل چشمی مورد‬
‫استفاده قرار می گیرد؛ تک رشته ای و چند‬
‫رشته ای است‪ ،‬حساسیت زاست‪.‬‬
‫نخ بخیه‬
‫قابل جذب‬
‫غیر قابل جذب‬
‫پلی الکتید‪ ،‬پلی‬
‫گلیکولید‪ ،‬کت گوت‬
‫پلی پروپیلن و نایلون‬
‫ها‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫پوست مصنوعی‪ :‬از مزایای آن نسبت به پیوند پوست می توان به از بین رفتن مشکالت‬
‫همخوانی بافتی‪ ،‬و امکان تولید‪ ،‬نگهداری و حمل و نقل آن در ابعاد زیاد اشاره کرد‪.‬‬
‫مواد مورد استفاده‪:‬‬
‫‪ .1‬کالژن‬
‫‪ .2‬ژالتین‬
‫‪ .3‬پلی الکتید‬
‫‪ .4‬پلی گلیکوئید‬
‫سیلیکون و پلی یورتان‪ :‬برای جلوگیری از کاهش سریع سیاالت در اطراف موضع سوختگی و آسیب پوست‬
‫مؤثر است‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫کاشتنی های سری‪ ،‬صورتی‪ :‬به دو دسته ی داخل دهانی و خارج دهانی تقسیم می شوند‪.‬‬
‫‪ ‬آرواره و فک‪ :‬از مواد فلزی یا کامپوزیت های پلیمری – سرامیکی استفاده می شود‪.‬‬
‫‪ ‬لثه و چانه‪ :‬از پلیمر هایی نظیر سیلیکون و پلی متیل متا کریالت استفاده می شود‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫کاشتنی های گوش‪ :‬بیو متریال های پلیمری در درمان بیماریهای شنوایی نظیر تغییر شکل موروثی در بافت‬
‫استخوانی گوش‪ ،‬التهاب گوش میانی و ‪ ...‬مورد استفاده قرار می گیرند‪.‬‬
‫پلی اتیلن متخلخل‪ :‬برای جایگزینی استخوان های سندانی‪ ،‬چکش ی و رکابی استفاده می شود‪.‬‬
‫حلزون شنوایی‪ :‬وسیله ای الکترونیکی که در داخل گوش شخص ناشنوا‬
‫گذاشته شده و عصب شنوایی را تحریک می کند‪.‬‬
‫تحقیقاتی بر روی پلیمرهای رسانا نظیر پلی پیرول به عنوان‬
‫الکترود در کاشتنی های شنوایی انجام شده است‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫کاشتنی های چشم‪ :‬بیو متریال های مختلفی برای ترمیم چشم معرفی شده اند که در این میان‬
‫کاشتنی های کره ی چشم در مقایسه با سایر کاشتنی ها بیشتر جنبه ی زیبایی دارد و‬
‫از پلی اتیلن متخلخل و هیدروکس ی آپاتیت برای ساخت آن ها استفاده می شود‪.‬‬
‫عدس ی های تماس ی‪:‬‬
‫سخت‬
‫نرم‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫عدس ی های تماس ی سخت‪:‬‬
‫اولین عدس ی های تماس ی سخت در اواخر دهه ی ‪ 70‬م‪ .‬با قابلیت گذر دهی باالی اکسیژن از جنس کو پلیمر‬
‫متیل متاکریالت با تر کیبات متاکریالت – سیلیکون معرفی شد‪.‬‬
‫تحقیقات بعدی روی کوپلیمریزه کردن مواد بکار رفته در عدس ی های سخت انجام گرفت‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫خواص االستومرها‪:‬‬
‫‪ .1‬خواص نوری مناسب‬
‫‪ .2‬مقاومت پارگی باال‬
‫‪ .3‬نفوذ پذیری خوب اکسیژن‬
‫عدس ی تماس ی نرم‬
‫پلی هیدروکس ی‬
‫متاکریالت‬
‫االستومرهای‬
‫سیلیکونی‬
‫‪ ‬اشکال‪ :‬ترشوندگی پایین آن که باعث‬
‫چسبیدن به قرنیه می شود‪.‬‬
‫دارای خواص‬
‫مناسبتری هستند‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت نرم‬
‫کاشتنی های انتقال دهنده ی سیاالت‪ :‬در موارد بی اختیاری کنترل ادرار‪ ،‬تجمع آب در سر ویا عفونت حاد‬
‫در گوش نیاز به تجهیزات انتقال دهنده ی سیاالت است‪.‬‬
‫مواد مورد استفاده‪ :‬مواد پلیمری نظیر پلی اتیلن‪ ،‬پلی تترا فلورو اتیلن‪ ،‬پلی وینیل الکل و‪ ...‬در تحقیقات مورد‬
‫بررس ی قرار گرفته اند‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫احتیاجات‪ :‬پس از بررس ی احتیاجات عمومی بیو متریالها و احتیاجات اختصاص ی بیو متریالهای پلیمری‬
‫خون سازگاری مهمترین مسئله ایست که در این کاشتنی ها مورد مطالعه قرا میگیرد‪.‬‬
‫به این مفهوم که این کاشتنی ها نباید سبب ایجاد لخته در مسیر جریان خون گردند و بر روی‬
‫سلولهای خونی نیز اثر مخربی نداشته باشند‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫رگ مصنوعی‬
‫در سیاهرگ ها به دلیل فشار خون کم امکان تشکیل‬
‫لخته باال می رود‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫رگ مصنوعی‬
‫مواد سازنده‪ :‬از نایلون‪ ،‬پلی استر‪ ،‬پلی پروپیلن‪ ،‬پلی اکریالت و سیلیکون رابر استفاده می شود‪.‬‬
‫به عنوان مثال رابر سیلیکونی را به داخل‬
‫ساختار متخلخل مرجان دریایی لوله ای‬
‫شکل تزریق می کنند‪ .‬سپس مرجان دریایی‬
‫را در اسید شسته و ساختاری لوله ای‬
‫شکل از سیلیکون برجای می ماند که می‬
‫تواند به عنوان رگ مصنوعی مورد‬
‫استفاده قرار گیرد‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫دریچه ی مصنوعی قلب‬
‫جلقه ی بافتنی‬
‫دریچه ی مصنوعی قلب‬
‫مکانیکی‬
‫فیزیولوژیکی‬
‫متشکل از فقط اجزای‬
‫مصنوعی‬
‫دارای دست کم قسمتی‬
‫از اجزای بافتی‬
‫محفظه‬
‫مسدود کننده‬
‫با منشأ انسانی‬
‫با منشأ حیوانی‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫دریچه ی مصنوعی قلب‬
‫مسدود کننده‪ :‬شامل یک یا چند بخش صلب متحرک است‪.‬‬
‫محفظه‪ :‬جایگاهی برای مسدود کننده فراهم می آورد و مسدود کننده درون آن قرار می گیرد‪.‬‬
‫برای تسهیل در امر کاشت یک آستر پارچه ای قرار دارد‪.‬‬
‫مواد پلیمری‪ :‬سیلیکون‪ ،‬تفلون‪ ،‬پلی استر و پلی یورتان در ساخت این دریچه ها استفاده می شوند‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های مرتبط با خون‬
‫پیس میکر( ضربان ساز)‪ :‬از این وسیله‬
‫برای تنظیم آهنگ انقباض قلب مورد استفاده‬
‫قرار می گیرد‪.‬‬
‫ضربان ساز شامل یک الکترود است که به تحریک‬
‫ساز متصل می شود ‪ .‬بدنه ی این الکترود ها با‬
‫استفاده از موادی نظیر سیلیکون یا پلی یورتان ها‬
‫عایق می شوند‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫مشکالت‪ :‬مهمترین مشکل در زمینه ی طراحی این نوع بیومتریال ها عدم شناخته شدن تأثیر نیروهای فشاری یا‬
‫کشش ی بر روی ترمیم استخوان هاست و بنابراین اعمال یک نیروی فشاری در هنگام ترمیــم استخوان ممکن‬
‫است نتیجه ی معکوس داشته باشد‪.‬‬
‫مواد قالب گیری‪ :‬اخیرا از کامپوزیت های پلی یورتان‪ -‬الیاف شیشه و‬
‫پلی استر در این مورد استفاده شده است‪.‬‬
‫تثبیت کننده های خارجی استخوان‪ :‬از کامپوزیت الیاف‬
‫کربنی‪-‬رزین اپوکس ی استفاده میشود‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫وسایل ترمیم شکستگی ها در ناحیه ی مغزی استخوان‬
‫‪ ‬این وسایل به آرامی وارد حفره ی مغز استخوان شده و برای ترمیم شکستگی استخوان های بلند به کار می‬
‫روند‪.‬‬
‫‪ ‬کاربرد مهم این وسایل در تثبیت شکستگی گردن استخوان ران است‬
‫‪ ‬میله ی اشنایدر‪ :‬در تثبیت شکستگی استخوان های بلند استفاده می شود‪.‬‬
‫‪ ‬کامپوزیت پلیمری با الیاف های کربنی در این مواد استفاده شده است‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫سیمان استخوان‬
‫•در ترمیم مفاصل تثبیت کاشتنی بزرگترین مشکل است‪ .‬چرا که در اغلب موارد کاشتنی روی‬
‫استخوان قرار گرفته و بارگذاری مفصل مصنوعی سبب انحالل استخوان می شود‪ .‬برای تثبیت‬
‫از سیمان استخوان استفاده می شود‪.‬‬
‫•سیمان استخوان به عنوان به عنوان جاذب شوک عمل کرده و توزیع بار را بر روی سطح‬
‫بزرگتری ایجاد می کند‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫سریعاستخوان‬
‫هدایتیرشد‬
‫قابلیتو پایدار‬
‫مزایا‪ .1 :‬تثبیت‬
‫‪ .2‬زیست سازگاری باال‬
‫‪ .3‬عدم ایجاد گرما در هنگام واکنش‬
‫(مزیت نسبت به سیمان های‬
‫یلیکی)گرمای زیاد سبب مرگ‬
‫عیب‪ :‬به دلیلاکرایجاد‬
‫سلول های اطراف کاشتنی شده و باعث شل‬
‫شدن پروتز می گردد‪.‬‬
‫سیمان‬
‫استخوان‬
‫اکریلیکی یا پلی‬
‫متیل متاکریالت‬
‫متاکریالت‬
‫متیل‬
‫طرز تهیه‪ :‬از پلیمریزاسیون مونومر متیل متاکریالت به روش افزایش ی و به همراه‬
‫آغازگر بنزوئیل پراکسید تهیه می شود‬
‫کلسیمیی‬
‫فسفات کلسیم‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫مفصل ران‪ :‬به عمل جایگزینی مفصل ران آرترو پالستی گویند‪.‬‬
‫مراحل‬
‫سر آسیب دیده ران بریده شده و کانالی در‬
‫قسمت میانی مغز استخوان ایجاد می شود‬
‫سیمان استخوان خمیری را به درون کانال‬
‫ریخته و تنه ی کاشتنی را قرار می دهند‬
‫حفره ی استابوالر نیز با سیمان آغشته شده‬
‫و کاشتنی در محل خود قرار می گیرد‪.‬‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫کاشتنی های دندانی‪ :‬این مواد باید عالوه بر مقاومت در برابر نیروهای فشاری بیش از ‪ 850‬نیوتونی‪ ،‬بتواننددر‬
‫هنگام جویدن نیز در برابر تنش های برش ی مقاومت داشته باشند‪.‬‬
‫خصوصیات مورد نیاز‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫پلیمریزاسیون قابل کنترل‬
‫لزجت کم و قابل کنترل‬
‫ضریب گرمایی مشابه با اجزای استخوان‬
‫مقاومت باال در برابر خزش‪ ،‬سایش و آب‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫کاشتنی های بافت سخت‬
‫کاشتنی های دندانی‪ :‬طال‪ ،‬آلومینا‪ ،‬رزین های اکریلیکی و سیمان های استخوانی از مهمترین مواد در بازسازی‬
‫دندان های پوسیده هستند‪.‬‬
‫الزامات‪:‬‬
‫‪ .1‬از مایعاتی با لزجت کم نظیر تری گلیکول‬
‫دی متیاکریالت برای کاهش گران روی‬
‫استفاده می شود‪.‬‬
‫‪ .2‬از ممانعت کننده های پلیمری برای‬
‫جلوگیری از پلیمریزاسیون استفاده می‬
‫گردد‬
‫‪ .3‬پلیمریزاسیون با کمک بنزوئیل پراکساید‬
‫و یا پرتو ماوراء بنفش (الیت کیور)‬
‫کاربرد پلیمرها در مهندسی‬
‫پزشکی‬
‫مکانیسم های رهایش دارو‪:‬‬
‫در این مکانیسم ها سرعت آزاد سازی دارو ها تحت کنترل درآمده و در محدوده ی زمانی مشخص و با سرعت‬
‫معین از شکل دارویی آزاد می گردد‪.‬‬
‫مزایای این روش‬
‫دو رویکرد کلی‬
‫‪ -1‬پیش بینی پذیر بودن سرعت آزادسازی درون بدن‬
‫‪ -2‬کاهش حداکثر سطح پالسما درون بدن‬
‫‪ -3‬کاهش عدم تحمل بیمار به دلیل تجویز دوزهای متوالی‬
‫‪ -1‬رویکرد هدف رسانی غیر فعال‪ :‬با کنترل اندازه ی حامل‪-‬دارو‬
‫‪ -2‬رویکرد هدف رسانی فعال‪ :‬به وسیله انتقال اختصاص ی که منجر به غلظت باالی دارو در هدف میشود‪.‬‬
‫با سپاس از توجه شما‬