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HAP | Polianidridi

Biopolimeri A-Z
Polianidridi PAH

Le polianidridi descrivono un tipo di polimero biodegradabile costituito da monomeri ripetuti collegati da legami di anidride. La polianidride è un copolimero di metilvinile e anidride maleica, che fornisce uno scheletro idrofobo con legami di anidride idroliticamente labili. Le anidridi sono altamente suscettibili all'idrolisi e si scompongono in monomeri diacidi non tossici che possono essere metabolizzati e rimossi dal corpo, ovvero molte polianidridi sono considerate biocompatibili. Le polianidridi aromatiche si degradano lentamente per un lungo periodo, mentre le polianidridi alifatiche possono degradarsi entro pochi giorni. Questa proprietà rende questa classe di polimeri adatti come rivestimenti biodegradabili a rilascio controllato per sistemi di somministrazione di farmaci. Sebbene le polianidridi pure abbiano un uso limitato nell'ingegneria dei tessuti, possono essere miscelate o copolimerizzate con monomeri alifatici per aumentare il loro tempo di degradazione. Le polianidridi sono materiali popolari per la somministrazione di farmaci utilizzati principalmente nel trattamento del cancro [carmustina, poli (wafer di poligliadel CPP-SA)], anestetici locali, farmaci neuroattivi e prodotti oftalmici.

Gamma di prodotti in polianidride

Poiché le unità monomeriche e quindi le proprietà differiscono tra i diversi tipi di polianidridi, questi polimeri sono sottoclassificati in tre gruppi principali: alifatici, insaturi e aromatici. Le polianidridi alifatiche sono solubili negli idrocarburi clorurati, fondono sotto i 100°C e si degradano solo poche settimane dopo l'impianto. Le polianidridi insature includono acido acetilendicarbossilico e acido 4,4'-stilbenedicarbossilico e contengono doppi legami dopo la polimerizzazione, che possono partecipare alla reticolazione delle catene polimeriche. A causa dei doppi legami presenti nella catena principale, questi polimeri mostrano anche gradi di cristallinità più elevati e sono insolubili nei comuni solventi organici. L'ultima classe principale, le polianidridi aromatiche, è estremamente idrofoba, presenta temperature di fusione superiori a 200°C, è insolubile nei comuni solventi organici e si degrada molto lentamente in vivo.

Proprietà della polianidride

Le polianidridi descrivono un tipo di polimero biodegradabile costituito da monomeri ripetuti collegati da legami di anidride. Poiché le unità monomeriche e quindi le proprietà differiscono tra i diversi tipi di polianidridi, questi polimeri sono sottoclassificati in tre gruppi principali: alifatici, insaturi e aromatici. Le polianidridi alifatiche sono solubili negli idrocarburi clorurati, fondono sotto i 100°C e si degradano solo poche settimane dopo l'impianto. Le polianidridi insature includono acido acetilene dicarbossilico e acido 4,40-stilbenedicarbossilico e contengono doppi legami post-polimerizzazione, che possono partecipare alla reticolazione delle catene polimeriche. A causa dei doppi legami presenti nella catena principale, questi polimeri mostrano anche gradi di cristallinità più elevati e sono insolubili nei comuni solventi organici. L'ultima grande classe, aromatica. Sebbene i legami di anidride siano molto suscettibili all'idrolisi, i polimeri cristallini sono molto stabili in un ambiente acquoso perché le molecole d'acqua non possono penetrare nelle regioni cristalline. Per rendere il polimero più suscettibile all'idrolisi, le anidridi alifatiche vengono copolimerizzate con diacidi aromatici che ne riducono la cristallinità. Il tasso di erosione di tali polimeri può variare da giorni ad anni a seconda della composizione. Le polianidridi puramente aromatiche diventano fragili nel tempo e alla fine si frammentano dopo l'esposizione all'acqua, causando il rilascio di farmaci idrosolubili più rapidamente rispetto all'erosione dei polimeri, mentre i copolimeri aromatici anidride-anidride Preparati da acidi grassi, come gli acidi oleico e sebacico naturali, hanno tassi di degradazione controllati da giorni ad anni. Tra le polianidridi più utilizzate vi sono i copolimeri dell'acido sebacico (SA) e dell'1,3-bis (p-carbossifenossipropano (CPP). Variando il rapporto tra blocco idrofobo (CPP) e blocco idrofilo (SA), si può essere controllato raggiungere tassi di degradazione CPP quando copolimerizzato con polietilenglicole (PEG) mantiene l'erosione superficiale della polianidride bicomponente aumentando il tasso di erosione a causa dell'aumentata idrofilia dalla funzionalità del PEG. contenuto.

Proprietà chimiche

I legami di anidride vengono scissi idroliticamente e formano prodotti idrosolubili. La struttura polimerica idrofoba impedisce la penetrazione dell'acqua nella maggior parte del polimero, causando il degrado del polimero attraverso l'erosione superficiale. Di conseguenza, il polimero mantiene una cinetica di degradazione quasi di ordine zero pur conservando la sua integrità strutturale. La degradazione può essere regolata introducendo monomeri idrofobici o idrofili nello scheletro polimerico. I monomeri idrofobici stabilizzano il legame di anidride durante l'idrolisi. Le polianidridi alifatiche relativamente meno idrofobe a base di acido sebacico si degradano rapidamente (in pochi giorni), mentre i polimeri a base di esano aromatici più idrofobici (p-carbossifenossi) impiegano anni per degradarsi. I poli (anidridi) hanno molte applicazioni e possono essere trasformati in microparticelle, nanoparticelle, wafer, ecc. Le polianidridi si dividono principalmente in tre classi: alifatiche, insature e aromatiche. Le proprietà dei polimeri variano al variare delle proprietà del gruppo funzionale. Le polianidridi alifatiche del gruppo R con atomi di carbonio legati a catena lineare o ramificata sono confermate dal loro punto di fusione (50°C-90°C), natura cristallina e solubilità negli idrocarburi clorurati. Il tempo di eliminazione di questi polimeri dal corpo è di 1 settimana. Le polianidridi insature con il gruppo R che presentano uno o più doppi legami sono confermate dalla loro insolubilità nei comuni solventi organici nonché dalla loro natura altamente cristallina. Le polianidridi aromatiche con un gruppo R avente un anello benzenico sono confermate dall'insolubilità nei composti organici, dalla natura cristallina e dal punto di fusione (≥100°C).

Polimerizzazione

Sono sintetizzati principalmente con due metodi: polimerizzazione in soluzione e condensazione allo stato fuso. Generalmente, il metodo di polimerizzazione per condensazione a fusione viene utilizzato per ottenere polimeri ad alto peso molecolare. Questo metodo prevede la reazione di monomeri di acido dicarbossilico con un eccesso di anidride acetica sotto vuoto e ad alta temperatura. Alcuni altri metodi popolari utilizzati per la sintesi della polianidride sono il riscaldamento a microonde, il metodo di polimerizzazione con apertura dell'anello, la condensazione interfacciale, la polimerizzazione in soluzione e gli agenti di accoppiamento disidratanti. Le polianidridi vengono preparate principalmente mediante condensazione allo stato fuso di acido dicarbossilico con anidride acetica ad alta temperatura sotto vuoto. Le polianidridi più studiate sono a base di acido sebacico, acido adipico e acido tereftalico. I legami di anidride vengono scissi idroliticamente e formano prodotti idrosolubili. La struttura polimerica idrofoba impedisce la penetrazione dell'acqua nella maggior parte del polimero, causando il degrado del polimero attraverso l'erosione superficiale. Di conseguenza, il polimero mantiene una cinetica di degradazione quasi di ordine zero pur conservando la sua integrità strutturale.

                                                                                    
Applicazioni

Le polianidridi trovano impiego nei dispositivi medici e nell'industria farmaceutica. Sono utilizzati come rivestimenti a rilascio controllato per i sistemi di somministrazione di farmaci per controllare la velocità di rilascio di un ingrediente attivo. Possono anche essere utilizzati come impianti medici temporanei che si rompono in modo sicuro nel tempo, eliminando così la necessità di una seconda invenzione chirurgica da rimuovere.
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