Plásticos usados en dispositivos médicos pueden degradarse

Un nuevo estudio ha descubierto una vía de degradación previamente no reconocida, que puede ocurrir en los plásticos de silicona-uretano, usados frecuentemente en los dispositivos médicos implantables.

Los investigadores de Medtronic (Minneapolis, MN, EUA) y la Universidad de Minnesota (Minneapolis, EUA), querían evaluar la estabilidad molecular y mecánicas de los elastómeros termoplásticos con el tiempo, centrándose en dos polímeros de poliuretano multibloque segmentados, disponibles comercialmente, que contienen polidimetilsiloxano y segmentos suaves de poliéter, llamados Elast-Eon E2A (E2A) y PurSil 35 (P35), utilizados en algunos dispositivos biomédicos implantados, tales como marcapasos y desfibriladores. Mientras que estos materiales han sido estudiados por falla debido a la interacción con el oxígeno, la interacción con el agua como un mecanismo de fallo potencial no había sido estudiada todavía.

Los investigadores, por tanto, evaluaron la estabilidad molecular y mecánica de los dos materiales después de la inmersión en agua tamponada durante 52 semanas a temperaturas que variaban desde 37 hasta 85°C. Se usaron experimentos dinámicos de espectroscopia mecánica, realizados en tensión y corte, cromatografía de exclusión por tamaño (SEC), y ensayos de tracción para caracterizar las propiedades viscoelásticas lineales de moldeado- compresión (seco), de las muestras, y se midió la dispersión de rayos X, de ángulo pequeño, para examinar la morfología separada por microfases para todas las condiciones de análisis.

Los resultados mostraron que el envejecimiento a 85°C y 52 semanas, en una solución salina tamponada con fosfato de plomo, logró una reducción de 67% y 50% en la masa molar de los valores originales de E2A y P35, respectivamente; los investigadores atribuyeron la reducción de la masa molar a la hidrólisis de la cadena principal del polímero. También encontraron que concomitante con la reducción de la masa molar, E2A y P35 se transformaban, con el envejecimiento, de materiales endurecidos a la deformación, en materiales suaves con la tensión, caracterizados por una fuerza de tracción sustancialmente reducida y finalmente alargamiento con respecto a las propiedades originales. El estudio fue publicado el 18 de noviembre de 2012, en la revista de la Sociedad Americana de Química (ACS) Macromolecules.

“El estudio podría tener implicaciones para los fabricantes de dispositivos que consideren la utilización de estos plásticos en el diseño de algunos dispositivos implantables, incluyendo cables de desfibrilación cardiaca”, concluyó la autora principal, Kimberley Chaffin, PhD, de Medtronic. “Al publicar las conclusiones de esta investigación científica novedosa, en una respetada revista revisada por pares, los fabricantes de dispositivos pueden ahora considerar estos hallazgos importantes en el diseño de sus dispositivos”.

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Medtronic

University of Minnesota