Effect of the addition of inorganic particles on the hydrolytic degradation of biodegradable polymers for biomedical applications
Fecha
2021-10-18Autor
Muñoz Basagoiti, Mikel Xabier
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Poly(lactides) (PLAs) have demanded great attention in recent years for biomedical
applications given their biocompatible and biodegradable behaviour. However, the
raw properties are not good enough for its usage particular applications. In this way,
novel reports suggest the addition of reinforcement particles to improve the system
and deliver a feasible polymer capable of dealing with diverse applications with the
advantage of avoiding an extraction surgery, sating socioeconomic needs. This project
delivers the study on thermal and hydrolytic degradation of several poly(L-lactide)
(PLLA) based-on polymers with the addition of inorganic particles like magnesium oxide
(MgO), bioactive glass (BG) and barium sulphate (BaSO4), conducted by means of
Di erential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Gel
Permeation Chromatography (GPC) after their immersion in phosphate bu er saline
(PBS) for di erent time intervals. The analysis has proved that MgO degrades more
than BG the polymeric matrix due to fast degradation of the chains. Both systems,
when subjected to a polydopamine (PD) coating, have delayed the degradation temperatures
and recrystallization and melting temperatures (Tc and Tm), in some cases,
behaving even better than pure PLLA. Results indicate that the addition of BaSO4
does not have any practical e ect on the hydrolytic degradation of the systems. These
results enlighten the path for future research on particle reinforcement composites with
the potential of altering the world of biomedical materials. Las polilactidas (PLAs) han demandado una gran atenci on en los ultimos a~nos
para aplicaciones biom edicas debido a su comportamiento biocompatible y biodegradable.
Sin embargo, las propiedades b asicas no son su cientemente buenas para su
uso en aplicaciones espec cas. En este sentido, informes novedosos sugieren la adici on
de part culas de refuerzo para mejorar el sistema y proporcionar un pol mero viable,
capaz de tratar diversas aplicaciones con la ventaja de evitar una operaci on de extracci
on, saciando necesidades sociecon omicas. Este proyecto proporciona el estudio en la
degradaci on t ermica e hidrol tica de varios pol meros basados en acido poli(L-lactida)
(PLLA) junto con la adici on de part culas inorg anicas como oxido de magnesio (MgO),
vidrio bioactivo (BG) y sulfato de bario (BaSO4), realizado mediante Calorimetr a Diferencial
de Barrido (DSC), An alisis Termogravim etrico (TGA) y Cromatograf a por
Permeaci on de Gel (GPC) tras su inmersi on en tamp on fosfato salino (PBS) a diferentes
tiempos. El an alisis demuestra que el MgO degrada m as que el BG la matriz
polim erica debido a la rapida degradaci on de sus cadenas. Ambos sistemas, estando
sujetos a un recubrimiento de polidopamina (PD), han retrasado las temperaturas de
degradaci on y de recristalizaci on y fusi on (Tc y Tm), en algunos casos, incluso comport
andose mejor que el PLLA puro. Los resultados indican que la adici on de BaSO4
no tiene ning un efecto pr actico en la degradaci on hidrol tica de los sistemas. Estos
resultados iluminan el camino para futuras investigaciones acerca de pol meros con refuerzo
de part culas con el potencial de cambiar el mundo de los materiales biom edicos. Azido poli-laktikoek (PLAs) arreta handia hartu dute azken urteotan aplikazio
biomedikoetarako, portaera biobateragarria eta biodegradagarria dutelako. Hala ere,
oinarrizko propietateak ez dira behar bezain onak aplikazio batzuetan. Ildo horretan,
publikazio berritzaileek iradokitzen dute partikula sendotzaileak gehitzea sistema hobetzeko
eta polimero bideragarri bat emateko, hainbat aplikazio tratatzeko gai izango
dena erauzketa-eragiketa saihesteko abantailarekin, behar sozioekonomikoak asetuz.
Proiektu honek azido poli-L-laktikoan (PLLA) oinarritutako hainbat polimeroren degradazio
termiko eta hidrolitikoaren azterketa eskaintzen du, baita partikula inorganikoen
gehikuntzarekin ere, hala nola magnesio-oxidoa (MgO), beira bioaktiboa (BG)
eta bario sulfatoa (BaSO4), Ekorketa Kalorimetro Diferentzialaren (DSC), Analisi Termograbimetrikoaren
(TGA) eta Gel Iragazketa bidezko Kromatogra aren (GPC) bidez
egina gatz-tanpoi fosfatoan (PBS) hainbat denboratan murgildu ondoren. Analisiak
erakusten du MgOak matrize polimerikoa gehiago degradatzen duela BGarekin konparatuz,
bere kateen degradazio azkarraren ondorioz. Bi sistemek polidopamina (PD) baten
estalduri esker degradazio-tenperaturak eta birkristalizazio- eta fusio-tenperaturak
(Tc y Tm) atzeratu egin dituzte, kasu batzuetan, PLLA hutsa baino hobeto portatzen
ere. Emaitzen arabera, BaSO4 gehitzeak ez du eragin praktikorik izan sistemen
degradazio hidrolitikoan. Emaitza horiek bidea argitzen dute partikulek sendatutako
polimeroei buruzko ikerketaren etorkizuna, material biomedikoen mundua aldatzeko
potentzialarekin.