KORSZERŰ POLIMEREK GYÓGYÁSZATI ALKALMAZÁSA

Hasonló dokumentumok
Anyagok az energetikában

Polimerek az orvostechnikában

TDK Tájékoztató 2015 Területek, témák, lehetőségek

Idegen anyagok az élő szervezetben

Házi feladat témák: Polimerek alkalmazástechnikája tárgyból, I félév

Polimerek. Alapfogalmak. Alapstruktúra : Természetes polimerek: Mesterséges polimerek, manyagok. Szabad rotáció

TDK Tájékoztató 2016 Területek, témák, lehetőségek

Aerogél alapú gyógyszerszállító rendszerek. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

Műanyagok és környezetvédelem Pukánszky Béla

Polimerek az orvostechnikában c. tantárgy leírása Kód: BMEGEPT6587

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

TDK Tájékoztató 2017 Területek, témák, lehetőségek

Anyagtudomány Orvostechnikai anyagok. Tudományterület. Orvostechnikai anyagok (BMEGEMTMK02) Interdiszciplináris terület 20/2 20/3

Orvostechnikai anyagok II.

Orvostechnikai alapok Pammer Dávid

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Anyagválasztás Dr. Tábi Tamás

Citoszkeleton. Sejtek rugalmassága. Polimer mechanika: Hooke-rugalmasság. A citoszkeleton filamentumai. Fogászati anyagtan fizikai alapjai 12.

Műanyag-feldolgozó Műanyag-feldolgozó

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A szilíciumtól a szilikonokig

smartbone A KÖVETKEZŐ FEJEZET A CSONTPÓTLÁSBAN ahol a Technológia a Természettel párosul svájci gyártmány

Anyagismeret a gyakorlatban Implantátumok: az ötlettől a termékig

MICRO INCISION CATARACT SURGERY ANYAG ÉS FORMA KIVÁLÓSÁGA

Ciklodextrinek alkalmazási lehetőségei kolloid diszperz rendszerekben

Műanyagok Pukánszky Béla - Tel.: Műanyag- és Gumiipari Tanszék, H ép. 1. em.

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Felszívódó implantátumok alapanyagai

Műanyagok és környezetvédelem

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

I BL SMART KONTAKTLENCSÉK

Műanyagok alkalmazása a gyógyászatban

Tudományos Diákköri Konferencia POLIMERTECHNIKA SZEKCIÓ

MŰANYAGOK ÉS A KÖRNYEZET

Tejsav alapú polimérek

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2017 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

2017. évi Közbeszerzési terv, Bács-Kiskun Megyei Kórház (verzió:7)

Mőanyagok újrahasznosításának lehetıségei. Készítette: Szabó Anett A KÖRINFO tudásbázishoz

Műanyagok tulajdonságai. Horák György

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

ANYAGTUDOMÁNY ÉS TECHNOLÓGIA TANSZÉK

MELLÉKLETEK. a következőhöz: A Bizottság végrehajtási rendelete

Tissue engineering. Prof. Dr. Hegedűs Csaba, Dr. Lázár István, Bakó József

Szigetelőanyagok. Műanyagok; fajták és megmunkálás

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM. Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék Műanyag- és Gumiipari Laboratórium.

Műanyag- és elasztomer ragasztási útmutató

Analitikusok a makromolekulák nyomában Bozi János MTA TTK AKI

Természetes polimer szerkezeti anyagok: Makromolekulák

Fa-műanyag kompozitok (WPC) és termékek gyártása. Garas Sándor

Műanyagok alkalmazása

Megtekinthetővé vált szabadalmi leírások

In vivo szövetanalízis. Különös tekintettel a biolumineszcens és fluoreszcens képalkotási eljárásokra

Intelligens molekulákkal a rák ellen

2017. évi Közbeszerzési terv, Bács-Kiskun Megyei Kórház (verzió:5)

Szerkezet és tulajdonságok

Nanofizika, nanotechnológia és anyagtudomány

M E G J E L E N T A Z Ú J

Szálerősített anyagok fröccsöntése Dr. KOVÁCS József Gábor

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

AZ ELSŐ IMPLANTÁTUM ALAPANYAGOK

Makromolekulák. I. A -vázas polimerek szerkezete és fizikai tulajdonságai. Pekker Sándor

MEMBRÁNOS ELJÁRÁSOK A VÍZTISZTÍTÁSBAN: GYÓGYSZERMARADVÁNYOK ELTÁVOLÍTÁSI LEHETŐSÉGE. Gerencsérné dr. Berta Renáta tud. munkatárs

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 8. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Összefoglaló tájékoztatás

KONTAK TL ENCSE ÁPOLÓ FOLYADÉKOK K ATALÓGUS

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7.

Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai 7. Képlékeny viselkedés. Terhelési diagram. Mechanikai tulajdonságok 2. s sz (Pa) Tankönyv fejezetei: 16-17

Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig

Fejlesztési irányvonalak az élelmiszeripari műanyag csomagolások területén

A MÛANYAGOK FELHASZNÁLÁSA. az orvostechnikában A PEEK

ALKÍMIA MA Az anyagról mai szemmel, a régiek megszállottságával.

Kerámia, üveg és fém-kerámia implantátumok

Kereskedelmi árlista

11. Hegesztés; egyéb műveletek

Műanyag lemez kereskedelmi árlista

Anyagtudomány BMEGEMTMK02, 4 krp (2+0+1/v)

Előadó: Érseki Csaba

Rugalmas műanyagok. Lakos Tamás Groupama Aréna nov. 26.

Lépcsős polimerizáció, térhálósodás; anyagismeret

Veszprémi Egyetem, Ásványolaj- és Széntechnológiai Tanszék

Üvegipari Szakmai Konferencia. Dobrádi Annamária Pannon Egyetem Anyagmérnöki Intézet

Kukabúvárok. Témahét 2010

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Hallgatói Tájékoztató 2018 Műanyag, Textil és Anyagtudományi Specializáció

Antibakteriális hatóanyagot tartalmazó kapszulák előállítása, jellemzése és textilipari alkalmazása. Nagy Edit Témavezető: Dr.

HULLADÉKGAZDÁLKODÁS IV. Műanyag és gumi hulladékok feldolgozása és hasznosítása

Tárgyszavak: polilaktid; biológiai lebomlás; komposztálhatóság; megújuló nyersanyagforrás; feldolgozás; tulajdonságok.

A Csomagolási hulladékokról

Új irányzatok a műanyagiparban

KEMÉNYÍTŐBŐL ÉS POLITEJSAVBÓL ELŐÁLLÍTOTT

K i n c s e s G y u l a

Fogászati implantátum rendszer

AMS Hereimplantátum Használati útmutató

FEHÉRJE VAKCINÁK BIOTECHNOLÓGIAI ELŐÁLLÍTÁSA III.

Társított és összetett rendszerek

Mellékhatás menedzsment költségének változása az onkoterápia fejlődésével nem-kissejtes tüdőrák esetében

MŰANYAGOK TULAJDONSÁGAI

Átírás:

KORSZERŰ POLIMEREK GYÓGYÁSZATI ALKALMAZÁSA Gyarmati Benjámin, Pukánszky Béla Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék XXIV. Magyarországi Egészségügyi Napok, Debrecen, 2017. október 4-6.

Tartalom Bevezetés Követelmények, főbb polimer családok Innováció, kutatás-fejlesztés Kontakt lencsék Intraokuláris lencsék Protézisek, implantátumok Embolizáló anyagok Vázanyagok, scaffoldok Szabályozott hatóanyag-leadás Célzott hatóanyag-leadás Összefoglalás 2

Bevezetés Hétköznapi felhasználás Egyszerhasználatos eszközök Csomagoló anyagok Orvosi eszközök szerkezeti anyagai Innovatív termékek, eszközök Funkcionalitás Kölcsönhatás a biológiai környezettel Tömegtermelés, gazdaságosság Nagy hozzáadott érték, csekély árérzékenység 3

Követelmények Megfelelő mechanikai tulajdonságok Termikus és hidrolitikus stabilitás Sterilizálhatóság Biokompatibilitás Biofunkcionalitás Biológiai lebonthatóság (biodegradálhatóság) 4

Biokompatibilitás, biofunkcionalitás Biokompatibilitás: összeférhetőség az érintkező szövetekkel és a szervezettel (hemokompatibilitás is) Szerkezeti összeférhetőség (forma, mechanika, pórusos szerkezet stb.). Sem az idegen anyag, sem esetleges bomlástermékei nem lehetnek toxikusak! Felületi összeférhetőség (hidrofób jelleg, adhézió, fehérjemegkötődés, immunválasz). Sejtnövekedés, induktív (növekedést serkentő) hatás (nem mindig szükséges!). Biofunkcionalitás: a szervezet funkcióját átveszi az idegen anyag Mechanikai teher hordása (megfelelő merevség, szilárdság, szívósság) Ízületi funkció (általában kemény anyag és polimer kombinációja, jó súrlódás) Optikai leképezés (kontaktlencse, szemlencse) 5

Biológiai lebonthatóság (biodegradálhatóság) Definíció: biológiai (sejtes) környezetben kismolekulákig történő lebomlás. Nem mindig szükséges feltétele az alkalmazásnak: Hosszú távú implantátumok, protézisek A nem tervezett degradáció ronthatja a mechanikai tulajdonságokat, kompatibilitás, funkcionalitás csökkenhet! Bizonyos esetekben előnyös lehet (lenne): Tablettabevonatok, elhasznált kontaktlencsék (hulladék) Szervezeten belüli (bio)degradáció: Felszívódó implantátumok Scaffoldok (vázanyagok): in vitro és in vivo lebonthatóság is lehet cél, kulcskérdés a degradáció és a sejtnövekedés sebességének viszonya 6

Orvosi célra használt polimerek Általános alkalmazások Polietilén (PE), polipropilén (PP) Fecskendők, csomagolóanyag, protézisek Polvinilklorid (PVC) Csomagolóanyag, katéter Polisztirol (PS) Csomagolóanyag, gyógyszerkiszerelés Poli(etilén-tereftalát) (PET) Érprotézis Akrilnitril-butadién-sztirol kopolimer (ABS) Orvosi műszerek, sebészeti eszközök Polikarbonát (PC) Laboratóriumi eszközök Poliamidok Varróanyagok Poli(metil-metakrilát) PMMA, poliakrilátok Csontcement, szemlencse, kontaktlencse Szilikonok Implantátumok Tömegműanyagok: gazdaságos előállítás Új polimerek Biofunkcionalitás Biodegradálhatóság Megújuló nyersanyagforrások 7

Szemészeti alkalmazás: kontaktlencsék Alapanyagok Kemény lencsék: PMMA (ma már nem használják) Lágy lencsék: Akrilát alapú lencsék Szilikon lencsék Monomerelegy Előállítási technológiák Rúdpolimerizáció (akrilát hulladék) Formapolimerizáció (formából keletkezik hulladék, esetlegesen más területen újrahasznosítható) polim. Hidrogél rúd vágás formázás 8

Szemészeti alkalmazás: kontaktlencsék Követelmények Jó megmunkálhatóság, pontos optika Megfelelő víztartalom (~38 %), nedvesíthetőség Mechanikai stabilitás Megfelelő tapadás (kényelmes legyen) Hidrolitikai stabilitás, sterilizálás tűrése Kihívások, jövőkép Jó oxigénáteresztés szilikon lencsék Tapadás szabályozása: felületi textúra létrehozása Hatóanyag-leadás kontakt lencséből Okos lencsék: vércukorszint mérése szemen 9

Szemészeti alkalmazás: szemlencsék Alapanyagok és előállítási technológia: kémiailag hasonlóak a kontaktlencsékhez, de általában kisebb (akár 0 %) víztartalom. Alkalmazás: a szemlencse pótlása (szürkehályog), biofunkcionalitás szükséges. Jelen és jövő: ma már rutinszerű műtéti beavatkozás (emberi, néha állati szemben is), óriási piac, prémium lencsetípusokkal (a látási aberrációk kiküszöbölésére): aszférikus tórikus akkomodatív multifokális 10

Protézisek és implantátumok Az idegen test elsősorban szerkezeti anyagként tekintendő. Fő követelmény: mechanikai stabilitás és kompatibilitás. Rövid távú: gégecső, scaffold Hosszú távú: csípő-, térd-, sípcsontprotézis, mellimplantátum, fogászati implantátum stb. Alapanyagok (protézisek): Fém (főleg Ti, Cr, Mo) ötvözetek Ultranagy molekulatömegű PE (UHMWPE) PMMA (csontcement) Jövőkép: nemfémes protézisek (CT, MRI!), poli-éter-éter-keton (PEEK), szénszál erősítés 11

Protézisek és implantátumok Csigolyák közötti PEEK távtartó CAGE PLLA csavarok PLLA/hidroxiapatit kompozit csavarok 12

Tissue engineering Definíció: olyan regeneratív gyógyászat, aminek célja a beteg saját őssejtjeinek differenciáltatása és tenyésztése egy vázanyagon (scaffold) amit aztán a betegbe ültetnek. Kulcs elemek: sejtek, növekedési faktorok, vázanyag Scaffold: biokompatibilis váz, a térben átjárható, üreges szerkezettel, az elszaporítandó sejteknek megfelelő pórusátmérővel, felülettel, valamint a szöveti környezetnek megfelelő mechanikai jelleggel. 13

Tissue engineering Természetes polimerek Fehérjék: kollagén, zselatin, elasztin, keratin, fibrin Poliszacharidok: hialuronsav, kitin, kitozán, keményítő, alginát Poli(hidroxi-alkanoátok) (PHA): poli(hidroxi-butirát) (PHB), poli(hidroxivalerát) (PHV), kopolimereik Biológiai aktivitás, Sejtmegtapadás Szintetikus biopolimerek Alifás poliészterek: politejsav (PLA), poliglikolsav (PGA), poli(ε-kaprolakton) (PCL), kopolimereik Poliaminosavak: poli(aszparaginsav), poli(glutaminsav) Feldolgozhatóság, Reprodukálhatóság Keverékek, anyagkombinációk 14

Tissue engineering Fázisszeparáción alapuló eljárások Gyors prototípus gyártó eljárások Habosítás Szálképzés 15

Szabályozott hatóanyag-leadás 1. generáció 2. generáció 3. generáció Szabályozott leadás Intelligens rendszerek Modulált leadás Napi 1-2 tabletta, transzdermális terápia, retard készítmények Tumorsejtekbe célzott hatóanyag-leadás, intelligens gélek Glükózszinttel szabályozott inzulinleadás 16

Szabályozott hatóanyag-leadás Terápiás célterületek Okuláris Hatóanyag-leadási profilok Toxikus szint Nazális Gyomor Orális Transzdermális Vérszint Hatásos szint Vékonybél Vastagbél Szubkután Idő (h) Rektális Vaginális Hatóanyag-leadás sebessége Idő 17

Szabályozott hatóanyag-leadás Gasztrointesztinális (GI) hatóanyag-leadás, bevonatos tabletták Gyomornedv-ellenálló bevonatok Gyors hatóanyag-leadású készítmények Íz- és szagmaszkoló bevonatok Elnyújtott leadású készítmények stb. Alapanyagok Cellulóz-származékok Zselatin Akrilsav, metakrilsav származékok Fosszilis alapúak és biológiailag nem lebonthatók! Jövő: megújuló alapanyagok (biomassza) és/vagy lebonthatóság poliaminosavak, polihidroxialkanoátok stb. 18

Célzott hatóanyag-leadás Tumorterápia: a hatóanyagok rendkívül súlyos mellékhatásokat okozhatnak, általában gyenge szelektivitás az egészséges és a rákos sejtek között. Passzív nanoszerkezetek: klinikai gyakorlatban már alkalmazzák őket (a rákos sejtek felgyorsult anyagcseréjét használják ki): Liposzómák Micellák Polimer-hatóanyag konjugátumok Doxorubicin Cysplatin Paclitaxel 100 nm 19

Célzott hatóanyag-leadás Tumorsejtek célzott terápiája Felismerő ligandumok alkalmazása Tumorsejtek vérellátásának gátlása Reszponzív rendszerek redox-függő hatóanyag-leadás Lokális terápia (pl. mágneses térrel) 10 µm GSH 2-10 mm GSH 20

Összefoglalás A polimer alapanyagok a gyógyászat minden területén nélkülözhetetlenek, mind szerkezeti, mind funkcionális anyagként A hagyományos orvostechnikai eszközök esetén a beteg kényelme tovább javítható a polimer módosításával vagy a feldolgozási technológia fejlesztésével (például kontaktlencsék) A high-tech orvosi polimerek még javarészt kutatási fázisban vannak, de óriási lehetőségeket rejtenek: transzplantáció kiváltása szövettenyésztéssel, visszacsatolásos hatóanyag-szállítás, célzott, sejt-szintű terápiák, okos implantátumok stb. 21

BiPoCo 2018 konferencia 2018. szeptember 2-6., Balatonfüred várhatóan ~200 résztvevő Megújuló alapanyagforrások Biopolimerek, természetes polimerek Szabályozott és célzott hatóanyag-leadás Implantátumok, scaffoldok 3D nyomtatás, electrospinning bipoco2018.hu 22