Polyurethane werden häufig in biomedizinischen Anwendungen wie künstliche Haut, Krankenhausbetten, Dialyseschläuche, Schrittmacherkomponenten, Katheter und chirurgische Beschichtungen verwendet.Die Biokompatibilität, die mechanischen Eigenschaften und die geringen Kosten sind Hauptfaktoren für den Erfolg von Polyurethanen im medizinischen Bereich.

Die Entwicklung von Implantaten erfordert in der Regel einen hohen Anteil an biobasierten Komponenten, da der Körper diese weniger abstößt.Bei Polyurethanen kann der Bioanteil zwischen 30 und 70 % variieren, was ein breiteres Anwendungsspektrum in solchen Bereichen schafft (2).Die biobasierten Polyurethane erhöhen ihren Marktanteil und werden voraussichtlich bis 2022 etwa 42 Millionen US-Dollar erreichen, was einen winzigen Prozentsatz des gesamten Polyurethanmarktes darstellt (weniger als 0,1 %).Nichtsdestotrotz ist es ein vielversprechendes Gebiet, und es wird intensiv an der Verwendung von mehr biobasierten Materialien in Polyurethanen geforscht.Die Eigenschaften biobasierter Polyurethane müssen verbessert werden, um den bestehenden Anforderungen gerecht zu werden, um die Investitionen zu erhöhen.

Biobasiertes kristallines Polyurethan wurde über eine Reaktion von PCL, HMDI und Wasser synthetisiert, das die Rolle eines Kettenverlängerers spielte (33).Abbautests wurden durchgeführt, um die Stabilität von Biopolyurethan in simulierten Körperflüssigkeiten, wie Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung, zu untersuchen.Die Veränderungen

in thermischen, mechanischen und physikalischen Eigenschaften wurden analysiert und mit dem Äquivalent verglichen

Polyurethan, das durch Verwendung von Ethylenglykol als Kettenverlängerer anstelle von Wasser erhalten wird.Die Ergebnisse zeigten, dass das unter Verwendung von Wasser als Kettenverlängerer erhaltene Polyurethan im Vergleich zu seinem petrochemischen Äquivalent im Laufe der Zeit bessere Eigenschaften aufwies.Diese nimmt nicht nur stark ab

die Kosten des Prozesses, sondern bietet auch einen einfachen Weg, medizinische Materialien mit Mehrwert zu erhalten, die für Gelenkendoprothesen geeignet sind (33).Darauf folgte ein weiterer auf diesem Konzept basierender Ansatz, bei dem ein Biopolyurethan-Harnstoff synthetisiert wurde, indem Polyol auf Rapsölbasis, PCL, HMDI und Wasser als Kettenverlängerer verwendet wurden (6).Um die Oberfläche zu vergrößern, wurde Natriumchlor verwendet, um die Porosität der hergestellten Polymere zu verbessern.Das synthetisierte Polymer wurde aufgrund seiner porösen Struktur als Gerüst verwendet, um das Zellwachstum des Knochengewebes zu induzieren.Mit ähnlichen Ergebnissen verglichen

Im Vergleich zum vorherigen Beispiel zeigte das Polyurethan, das simulierten Körperflüssigkeiten ausgesetzt wurde, eine hohe Stabilität und bot eine praktikable Option für Gerüstanwendungen.Polyurethan-Ionomere sind eine weitere interessante Klasse von Polymeren, die aufgrund ihrer Biokompatibilität und richtigen Wechselwirkung mit der Körperumgebung für biomedizinische Anwendungen verwendet werden.Polyurethan-Ionomere können als Schlauchkomponenten für Herzschrittmacher und Hämodialyse verwendet werden (34, 35).

Die Entwicklung eines wirksamen Arzneimittelabgabesystems ist ein wichtiges Forschungsgebiet, das sich derzeit darauf konzentriert, Wege zur Bekämpfung von Krebs zu finden.Ein amphiphiles Nanopartikel aus Polyurethan auf Basis von L-Lysin wurde für Anwendungen zur Arzneimittelabgabe hergestellt (36).Dieser Nanocarrier

wurde effektiv mit Doxorubicin beladen, das eine wirksame medikamentöse Behandlung von Krebszellen darstellt (Abbildung 16).Die hydrophoben Segmente des Polyurethans interagierten mit dem Medikament und die hydrophilen Segmente interagierten mit den Zellen.Dieses System erzeugte durch Selbstorganisation eine Kern-Hülle-Struktur

Mechanismus und war in der Lage, Medikamente auf zwei Wegen effizient zu verabreichen.Erstens fungierte die thermische Reaktion des Nanopartikels als Auslöser für die Freisetzung des Arzneimittels bei der Temperatur der Krebszelle (~41–43 °C), was eine extrazelluläre Reaktion ist.Zweitens litten die aliphatischen Segmente des Polyurethans

enzymatischer biologischer Abbau durch die Wirkung von Lysosomen, wodurch Doxorubicin in der Krebszelle freigesetzt werden kann;dies ist eine intrazelluläre Reaktion.Mehr als 90 % der Brustkrebszellen wurden abgetötet, während für gesunde Zellen eine geringe Zytotoxizität aufrechterhalten wurde.

Abbildung 16. Gesamtschema für das Drug-Delivery-System auf Basis eines amphiphilen Polyurethan-Nanopartikels

Krebszellen anzugreifen. Reproduziert mit Genehmigung aus Referenz(36).Copyright 2019 American Chemical

Gesellschaft.

Erklärung:Der Artikel wird zitiert ausEinführung in die PolyurethanchemieFelipe M. de Souza, 1 Pawan K. Kahol, 2 und Ram K. Gupta *,1 .Nur zu Kommunikations- und Lernzwecken, keine anderen kommerziellen Zwecke, stellt nicht die Ansichten und Meinungen des Unternehmens dar, wenn Sie einen Nachdruck benötigen, wenden Sie sich bitte an den ursprünglichen Autor. Wenn eine Verletzung vorliegt, kontaktieren Sie uns bitte umgehend, um die Verarbeitung zu löschen.