Uniwersalność poliuretanu sprawia, że stosuje się go często w medycynie i farmacji. Istnieją poliuretany biodegradowalne i nieszkodliwe, które oferują znakomite właściwości, takie jak trwałość, elastyczność i wytrzymałość. Wyróżnia się także ich pozytywna biokompatybilność, wytrzymałość na wyginanie i dopasowanie do różnych rodzajów zastosowań. Oprócz tego, do jego właściwości elastomerowych należy dodać twardość, wytrzymałość na rozdzieranie i na otarcia.
Ewolucja poliuretanu w urządzeniach biomedycznych
Doskonałe właściwości mechaniczne poliuretanu wpłynęły na jego zastosowanie w biomedycynie, chociaż na początku nie analizowano reakcji biologicznej, dlatego pierwsze urządzenia nie odniosły sukcesu. W roku 1958 po raz pierwszy użyto materiałów poliuretanowych w zastosowaniu biomedycznym, przez stworzenie protezy piersi. Oprócz tego zaczęto stosować je w zastawkach i komorach serca oraz w przeszczepach aorty.
Jednak, kiedy zaobserwowano, że mogła pojawić się hydroliza, musiano wykonać badania, aby odrodziło się zainteresowanie poliuretanem w zastosowaniach biomedycznych. W roku 1967 po raz pierwszy użyto lycry do urządzeń biomedycznych.
W roku 1971 stworzono Avcothane-51, pierwszy poliuretan zaprojektowany specjalnie do użytku medycznego. Rok później dołączył do niego Biomer. W roku 1977 powstał Pellethane, pierwszy poliuretan termoplastyczny klasy medycznej. Po roku pojawił się Tecoflex do trwałych zastosowań.
Pod koniec lat 70 powstały poliuretany o szerokiej gamie przepuszczalności i działaniu jako bariera mikrobiologiczna. Już w latach 90 wprowadzono nowe materiały biomedyczne oraz alternatywne, takie jak Chronoflex, który zaowocował nową generacją materiałów z jonami srebra, aby przeciwdziałać infekcjom. Również pod koniec lat 90 stworzona została seria Elast-EonTM, z większą biostabilnością i elastycznością. W roku 2008 został wprowadzony ChronoSil, przeznaczony do trwałych zastosowań.
Zastosowania poliuretanu w urządzeniach biomedycznych
Uniwersalność poliuretanu sprawia, że jest on niezbędny w:
- Chirurgii sercowo-naczyniowej: izolacja w rozrusznikach serca, urządzenia wspomagające pracę serca, sztuczne serce, przeszczepy, membrany, cewniki, baloniki, powłoki stentów...
- Chirurgii ortopedycznej i traumatologii: substytuty warstwy gąbczastej kości, tkanki do odbudowy chrząstki, odbudowa więzadeł, korekcja defektów kostnych, odbudowanie kości, wymiana jądra miażdżystego dysku międzykręgowego, leczenie złamań kompresyjnych kręgów, wymiana menisku.
- Chirurgii rekonstrukcyjnej: opatrunki, kleje tkankowe, implanty piersi.
- Ginekologii i położnictwie: prezerwatywy i gąbki antykoncepcyjne.
- Inżynierii tkankowej: sztuczna skóra, proteza przełyku, kanały do regeneracji nerwów.
- Terapia genowa: wektory niewirusowe.
- Kontrolowane uwalnianie środków bioaktywnych: funkcjonalne powłoki poliuretanowe.
- Zastosowania w zaopatrzeniu medycznym: obudowa membranowa w filtrach do hemodializy, oksygenator i hemokoncentratory, pokrycie sond i rękawic.
Urządzenia i instrumenty chirurgiczne z poliuretanu
Ze względu na swoją hydrofobowość, dobrą stabilność i kompatybilność termiczną oraz mechaniczną, poliuretan jest często stosowany do biomateriałów sercowo – naczyniowych, stałych przewodów do hemodializy, centralnych cewników żylnych, woreczków do podawania dożylnego, itd. Pracowano, aby poprawić biokompatybilność z krwią uzyskując wzrost rozmnażania komórek i żywotność, a jednocześnie zredukowanie infekcji bakteryjnych.
Zaletą poszczególnych stworzonych poliuretanów jest to, że nie wymagają dodatkowych plastyfikatorów. Mają szeroką różnorodność struktur i dobrą wydajność przy niskich temperaturach. Są sterylizowalne, dopuszczają radioterapię o wysokiej frekwencji, są odporne i trwałe, biodegradowalne, wykazują najniższy stopień trombogenności i nie są toksyczne.
Poliuretan wewnątrz organizmu
Poliuretanu używa się także do aplikacji tymczasowych (urządzenia do zamykania ran, systemy podawania leków, rusztowania w inżynierii tkankowej) oraz stałych (implanty ortopedyczne z funkcją kości lub protez naczyniowych i aplikacje silikonowe do korekcji defektów lub deformacji, oraz elementy mocowania, w których znajdują się cementy kostne).
