Biomateriali polimerici

Informazioni sul documento

Università: Politecnico di Milano
Corso di laurea: Biomedical Engineering
Materia: Biomateriali
Anno accademico: 2026-2027
Classificazione: Appunti · Divisi per argomento
Formato originale: PDF
Testo: Testo ricercabile

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Materiale diviso per argomento di Biomateriali per il corso di Biomedical Engineering presso Politecnico di Milano. Il documento tratta: BIOMATERIALI POLIMERICI | APPUNTI RIORGANIZZATI BIOMATERIALI POLIMERI Appunti completi e organizzati dalle slide Argomenti trattati Polietilene (PE) • Polipropilene (PP) • Polivinilcloruro (PVC) • Polistirene (PS) PMMA e resine acriliche • PHEMA • Siliconi e PDMS Criterio di…

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BIOMATERIALI POLIMERICI | APPUNTI RIORGANIZZATI BIOMATERIALI POLIMERI Appunti completi e organizzati dalle slide Argomenti trattati Polietilene (PE) • Polipropilene (PP) • Polivinilcloruro (PVC) • Polistirene (PS) PMMA e resine acriliche • PHEMA • Siliconi e PDMS Criterio di rielaborazione Le informazioni delle 38 slide sono state riordinate per materiale e per argomento, accorpando le slide ripetitive e trasformando gli elenchi sparsi in una trattazione continua. I dati tecnici e le applicazioni riportati derivano dalle slide; non sono stati aggiunti aggiornamenti da fonti esterne. Fonte di partenza “Biomateriali polimerici - PE, PP, PVC, PS, PMMA, Siliconi”, materiale didattico del corso, slide di Paola Petrini (38 pagine). Rielaborazione delle slide del corso | Pag. 1

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BIOMATERIALI POLIMERICI | APPUNTI RIORGANIZZATI Polimero Unità ripetitiva schematica Nota sulle slide PVC [-CH2-CH(Cl)-]n Approfondito nelle sezioni seguenti. Polistirene (PS) [-CH2-CH(C6H5)-]n Approfondito nelle sezioni seguenti. Poli(metil acrilato) [-CH2-CH(COOCH3)-]n Compare negli schemi introduttivi e nella sezione sulle resine acriliche. Teflon / PTFE [-CF2-CF2-]n È disegnato nello schema iniziale; le slide non ne sviluppano ulteriormente le proprietà. 2. Polietilene (PE) Il polietilene è presentato come un polimero termoplastico. Il monomero è l’etilene e la polimerizzazione indicata è una polimerizzazione a catena radicalica. Caratteristica Informazione riportata Unità ripetitiva [-CH2-CH2-]n Morfologia Da poco a parzialmente semicristallino (la slide usa “± semicristallino”). Temperatura di fusione (Tm) Circa 130 °C. Temperatura di transizione Circa -30 °C. vetrosa (Tg) 2.1 Perché esistono diversi tipi di PE? Le slide sottolineano che non esiste un solo tipo di polietilene. In funzione del metodo di ottenimento possono essere presenti ramificazioni, più o meno estese, lungo la catena principale. Le ramificazioni possono ostacolare la cristallizzazione e modificare la densità del materiale. 2.2 LDPE - polietilene a bassa densità  Struttura: molto ramificata.  Comportamento e morfologia: flessibile, poco cristallino e a bassa densità.  Proprietà indicate: trasparente, tenace, resistente alla temperatura e agli agenti chimici.  Impieghi: sacchetti, pellicole per alimenti e imballaggi. 2.3 HDPE - polietilene ad alta densità  Struttura: lineare; materiale rigido, cristallino e ad alta densità.  Preparazione: è ottenuto utilizzando catalizzatori “stereospecifici”, in un processo detto Ziegler-Natta.  Lavorazioni citate: stampaggio a iniezione, soffiatura…

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BIOMATERIALI POLIMERICI | APPUNTI RIORGANIZZATI  L’HCl può essere corrosivo per le parti metalliche.  Il PVC non è sterilizzabile in autoclave, secondo le slide.  Può scolorire e ingiallire, con conseguente diminuzione delle proprietà. 4.3 Plastificanti e materiali alternativi Per il PVC plastificato, le slide citano il 2-etilesil ftalato, indicato anche con le sigle DOP o DEHT. Ne sottolineano la tossicità e il possibile rilascio nell’ambiente circostante.  Plastificanti alternativi: sono descritti come costosi; è citato Citroflex, a base di acido citrico e alcoli naturali.  Altre soluzioni indicate: blend polimerici a base di miscele TPU/PVC, copolimeri EVA (etilene-vinilacetato) e copolimeri del PP, con l’esempio commerciale Dypro Z. 4.4 Applicazioni del PVC rigido  Strumenti per laboratorio.  Apparecchiature ospedaliere.  Imballaggio medicale.  Accessori monouso. 4.5 Applicazioni del PVC flessibile  Sacche per il sangue e tubi.  Guanti e dispositivi monouso.  Cateteri non destinati a uso prolungato.  Sonde intravenose.  Maschere di ventilazione e palloni per ventilazione, mostrati nelle slide illustrative. Tema ricorrente nelle slide Una delle motivazioni per cercare alternative al PVC plastificato è evitare l’impiego di plastificanti e il loro possibile rilascio; fra le alternative menzionate figurano copolimeri PE/PP, blend TPU/PVC e copolimeri EVA. 5. Polistirene (PS) Il polistirene è indicato con le sigle PST o PS. È descritto come sostanzialmente amorfo, con Tg circa +100 °C. 5.1 Problematiche relative al monomero residuo Le slide evidenziano la possibile presenza, nel prodotto finito, di monomero residuo non polimerizzato. Il produttore deve verificare che il contenuto di monomero sia inferiore a un valore soglia. 5.2 Applicazioni del PS…

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BIOMATERIALI POLIMERICI | APPUNTI RIORGANIZZATI Le slide indicano che le resine acriliche sono ben tollerate dall’organismo umano e vengono impiegate in ortopedia e odontoiatria in differenti forme: sistemi autopolimerizzanti oppure polimerizzanti mediante calore o luce ultravioletta; strutture lineari, ramificate o reticolate; formulazioni pure oppure composite con riempitivi minerali particellari. 7. PMMA come cemento osseo: preparazione e criticità 7.1 Funzione e comportamento durante l’impianto Il cemento osseo a base di PMMA è usato per fissare una protesi articolare nella sede ossea stabilita. Durante la preparazione presenta caratteristiche plastiche, che gli permettono di adattarsi alla forma dell’osso e dell’elemento protesico introdotto. Dopo la completa polimerizzazione, si indurisce e blocca l’elemento protesico nell’osso. 7.2 Preparazione: due componenti Componente Costituenti riportati nelle slide Polvere PMMA prepolimerizzato sotto forma di particelle sferiche di alcune decine di micrometri; iniziatore di polimerizzazione, perossido di benzoile (PB). Liquido Monomero MMA; accelerante di polimerizzazione costituito da un’ammina aromatica; tracce di inibitore (idrochinone, I.Q.) per evitare la polimerizzazione prematura del monomero; attivatori di reazione. Il cemento viene preparato in sala operatoria al momento dell’intervento chirurgico, miscelando la polvere e il liquido. 7.3 Meccanismo e fasi operative Quando i componenti vengono miscelati, le particelle solide di polimero vengono rigonfiate dal monomero. Per effetto del sistema ammina/perossido, la polimerizzazione inizia all’interno e intorno alle particelle rigonfiate.  Dough time: tempo di impasto.  Working time: intervallo di lavorabilità.  Setting time: tempo di indurimento. Le slide indicano…

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BIOMATERIALI POLIMERICI | APPUNTI RIORGANIZZATI Attenzione all’interpretazione “Non riportata” significa che il valore non compare nelle slide fornite, non che la proprietà sia assente o non misurabile. Le temperature sono riportate senza aggiungere condizioni di misura non specificate nel materiale didattico. Appendice. Altri polimeri citati senza approfondimento completo Oltre ai materiali discussi nei capitoli precedenti, alcune specie sono presenti soltanto negli schemi chimici o nella tabella introduttiva. Per questi materiali le slide non forniscono una trattazione comparabile a quella riservata a PE, PP, PVC, PS, PMMA, PHEMA e PDMS. Materiale / sigla Informazioni effettivamente presenti nelle slide PET / PETE Compare nella tabella dei codici di riciclo: polietilene tereftalato (la slide riporta anche il nome “arnite”), codice 1, con gli usi del riciclato riepilogati nella sezione 1. Teflon / PTFE Compare come struttura nell’illustrazione iniziale dei polimeri vinilici. Non sono riportate proprietà o applicazioni specifiche nelle slide successive. Policarbonato È citato tra le “altre plastiche” del codice 7; non è sviluppato ulteriormente. Acido polilattico (PLA) È citato tra le “altre plastiche” del codice 7; non è sviluppato ulteriormente. Nylon e fibra di vetro Sono citati tra i materiali compresi nella categoria “altri” del codice 7; non sono fornite ulteriori proprietà. Poli(etil acrilato) È menzionato nello schema delle resine acriliche con R = C2H5; non è trattato autonomamente. Poliuretani Sono citati tra i polimeri più utilizzati per fabbricare materiali espansi o schiume. Sintesi finale per il ripasso  PE: la ramificazione distingue soprattutto LDPE (flessibile, poco cristallino, bassa densità) da HDPE (lineare, più cristallino, rigido); UHMWPE è…

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