Hules y Plásticos de México
”Revista Tecnológica”

APLICACIONES BIOMEDICAS DE LOS POLÍMEROS

APLICACIONES BIOMÉDICAS DE LOS POLÍMEROS<title>www.eis.uva.es/~macromol/curso04-05/bio2/
APLICACIONES BIOMÉDICAS DE LOS
POLÍMEROS

Fuente original: http://www.eis.uva.es/~macromol/curso04-05/bio2/ 

La K 2004, la Feria Internacional del Plástico y del Caucho, celebrada entre los días 20 a 27 de octubre del pasado año en Düsseldorf, pone de manifiesto que los materiales poliméricos se han consolidado desde hace tiempo como uno de los principios activos más eficaces para combatir la presión de costes en la tecnología médica, suplir un nivel de sofisticación, y cubrir la cada vez más creciente demanda de asistencia médica.

 

 MOTIVOS QUE HAN GENERADO EL AUGE DE LOS MATERIALES POLIMÉRICOS

DESTINADOS AL SECTOR SANITARIO:

 

 

 1/ Demanda de asistencia médica.

La constante preocupación en países desarrollados de gente de todas las edades por su salud y su condición física, está motivando el crecimiento "sano" de la industria del envase y embalaje, debido a la profusión de productos nuevos beneficiosos para la salud. Si a ello sumamos el crecimiento de la población mundial, y el aumento de la media de edad en los países industrializados, hace razonable los datos estadísticos de demanda obtenidos. Una mayor cantidad de casos de enfermedades crónicas provoca que aumente a su vez la demanda de productos médicos y farmacéuticos.


En los Estados Unidos los envases de medicamentos alcanzaron en el año 2004 un volumen comercial del orden de los 5.000 millones de dólares, cifra que equivale casi al 30 por ciento de la demanda mundial. Mientras que los envases blíster (ampolla) serán los impulsores principales del crecimiento futuro del mercado estadounidense de productos farmacéuticos.

 

Tras las tasas de crecimiento de dos cifras registradas en los años 99 y 2000, se estimó que en el sector de la maquinaria de envasado y embalaje para medicamentos y productos medicinales la facturación aumentó en el ejercicio de 2001 entre 5 y 7 por ciento, según los resultados de un estudio realizado. Ya anteriormente las ventas crecieron ante todo debido al boom de los suplementos nutritivos. Tan sólo en 1998 fueron lanzados al mercado poco menos de 700 productos nuevos para la prevención de enfermedades cardiacas, para la profilaxis del cáncer o para fortalecer la memoria y la potencia física y sexual. La enorme cantidad de productos nuevos y la creciente demanda de medicamentos clásicos, derivada del aumento de la esperanza de vida, obligaron a instalar más líneas nuevas automatizadas de envasar y embalar.

 

 2/ Innovación tecnológica.

La utilización del plástico permite innovaciones impensables con materiales convencionales. El moldeo por inyección proporciona una enorme flexibilidad en la ejecución geométrica de las piezas moldeadas, lo que constituye su principal ventaja, permitiendo cumplir de forma óptima los requisitos para la sustitución de otros materiales y, a su vez, conquistar nuevos campos de aplicación. Frente a sus competidores tradicionales no se corroen y son más resistentes a la rotura, además de tener un peso específico menor y una resistencia específica mayor.  

Los nuevos métodos, como el MID ("Molded Interconnect Devices"), que permite integrar elementos electrónicos y mecánicos en la pieza moldeada durante la inyección, el prototipo rápido de modelos o implantes dentales, la soldadura por láser o la rotulación de medicamentos mediante tecnología láser son avances que repercuten asimismo en el ahorro de costes y aumentan el atractivo de los materiales macromoleculares tanto para fabricantes como para usuarios.

   

3/ Ahorro de costes.

 Además del aumento de la funcionalidad o de la estética, los plásticos ofrecen la gran ventaja de ahorrar una gran cantidad de dinero en la fabricación de aparatos médico-técnicos y en el montón de consumibles que se necesitan diariamente en los hospitales. Su fabricación resulta más sencilla y más económica, sobre todo cuando se trata de grandes series. Los polímeros ofrecen precisamente lo que, digámoslo así, se desearía en el sector sanitario: un "principio activo" para frenar el aumento de los costes del sistema de la Seguridad Social.

La "tecnología médica" genera un lucrativo y dinámico mercado. Recientes estudios realizados por importantes proveedores de materias primas arrojan un volumen de negocio de ciento setenta mil millones de euros en el mercado mundial. El 40 % de dicho volumen se adscribe a los EE. UU. y aproximadamente el 26 % a Europa, representando Alemania un 8 por ciento de la demanda mundial. Se estima crecimiento anual en aproximadamente un 6 por ciento.

El consumo actual de plásticos por parte de la tecnología médica se sitúa en unos tres millones de toneladas, siendo el cincuenta por ciento de dicha cantidad destinado a la fabricación de productos sanitarios de todo tipo y el otro cincuenta por ciento a la fabricación de envases del sector sanitario.

 Los efectos de la presión de costes en el sector sanitario se hacen notar hasta en la metodología de trabajo habitual de consultas y hospitales. Esto hará que en el futuro los complejos sistemas de esterilización y limpieza del instrumental médico se consideren cada vez menos viables. La tendencia a utilizar productos de un solo uso, como son las populares jeringas desechables, es cada vez más ostensible. Los plásticos comunes, en su mayoría relativamente económicos, ofrecen una gran oportunidad de negocio.

APLICACIONES BIOMÉDICAS DE LOS MATERIALES POLIMÉRICOS:

 

 Según los estudios realizados, los plásticos comunes como el polietileno (PE) y el policloruro de vinilo (PVC) son, con mucho, los plásticos más demandados (un 30 por ciento respectivamente). Les sigue el poliestireno (PS) con un 20 por ciento y el polipropileno (PP) con un 13 por ciento. Este ranking pone de manifiesto que la demanda de los denominados plásticos de alta tecnología, como el ABS, el policarbonato (PC), el POM y el PET o el PMMA (plexiglás) sigue estando muy por debajo de los materiales mencionados, si bien estas "rarezas" permiten aplicaciones muy específicas y eficaces, además de proporcionar un ahorro sorprendente en los costes.

 De una forma genérica, los campos de aplicación de artículos de plástico en la medicina pueden clasificarse en dos grupos de productos principales.         

        A/ Uno de ellos son las piezas relativamente sencillas, como pueden ser jeringas, pipetas o cápsulas y placas Petri que, sin embargo, tienen especificaciones y/o condiciones de fabricación muy estrictas. En el caso de las jeringas y las pipetas, se exige un alto nivel de calidad en   temas como la redondez y la sección de la apertura, mientras que en el caso de las cápsulas Petri se da preferencia al mantenimiento de la precisión en la forma.


          B/ El segundo grupo está integrado por productos médicos que podrían definirse como sistemas, como los inhaladores o las jeringas de insulina. Este tipo de productos incorpora varias piezas complejas que deben cumplir una función específica, como el almacenamiento y la ulterior pulverización o la dosificación de preparados farmacológicos.

 A continuación se expondrán algunos ejemplos más específicos de aplicaciones recientes en el campo biosanitario en función de los siguientes materiales:

 

POLISULFURO DE FENILENO PPS.

POLIESTIRENO PE.

POLICARBONATO PC.

POLIÓXIDO DE METILENO (POM).

COPOLÍMERO DE CICLOOLEFINA COC.

POLIURETANO PUR.

POLÍMERO DE CRISTAL LÍQUIDO LCP.

SILICONAS.

POLIPROPILENO PP.

 

 A largo plazo el polipropileno podría perfilarse como el material por excelencia en este mercado, puesto que se trata de un termoplástico que no sólo dispone de las propiedades más solicitadas, sino que ofrece además una excelente relación calidad-precio.

 

Ø      La empresa Dräger Medical ha pensado en el plástico a la hora de concebir su nuevo Equipo de anestesia "Julian".

            


                          

La utilización del plástico técnico PPS (polisulfuro de fenileno) no sólo supuso un importante ahorro en la producción (sobre todo cuando se trataba de grandes cantidades); sino también una considerable reducción del peso en comparación con la versión metálica.

 

 

Ø      Tanto la resistencia química y térmica de las placas de moldeo PPS Europlex de Röhm como su elevadísima resistencia al choque se salen de los habituales.    

Este material, virtualmente irrompible, resiste a la deformación por calor a 174 C y soporta la esterilización frecuente por vapor recalentado a 134ºC . Por ello, encuentra una amplia gama de aplicaciones, entre otras en las cubas para el sector médico.

 

Ø      La empresa Storopack con domicilio social en Metzingen (Alemania) emplea con éxito el material Neopor, un poliestireno expandible de Basf con agente de expansión incorporado, para la fabricación de cajas destinadas al transporte de sangre conservada y órganos para trasplantes. Razón decisiva para la utilización de este material es su excelente capacidad termoaislante, ya que para la medicina de trasplantes moderna una temperatura constante durante el transporte constituye la base indispensable de un transporte correcto. Para los órganos se precisan temperaturas de transporte de entre +4 y + 8°C mientras que la plaqueta sanguínea debe transportarse a temperatura ambiente ( 22 °C ). El Neopor se distingue por su buena capacidad de aislamiento térmico, tanto al frío como al calor, pero también por poseer una gran resistencia a la compresión, capacidad de amortiguar golpes, por su ligereza y por su resistencia a la humedad.

Ø     La eficacia de las prótesis de cadera actuales, que combinan acero y polietileno, ha quedado sobradamente demostrada, pero siguen sufriendo un fuerte desgaste a largo plazo. Mientras el acero presenta una durabilidad casi ilimitada, el material plástico utilizado, que suele ser un PE de peso molecular ultra-alto, sufre un desgaste demasiado elevado, lo que tiene como consecuencia graves efectos secundarios: en primer lugar, la prótesis tiene un juego cada vez mayor y, en segundo lugar, las partículas de PE resultantes del desgaste se depositan en el tejido. Todavía no se han obtenido resultados concluyentes en el estudio de los efectos que tiene el depósito de partículas de plástico en los tejidos del organismo, pero se considera que es perjudicial para la salud.

Se ha puesto en marcha un proyecto auspiciado por la Unión Europea basado en la optimización de los plásticos con tratamiento por radiación. Se ha demostrado que la radiación de este tipo de implantes modifica las propiedades del material polímero en cuestión. Mientras que el desgaste por fricción, por ejemplo, se ve mejorado, empeoran el módulo de elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la rotura y la dureza. Según BGS (Beta-Gamma-Service GmbH), ahora es cuestión de encontrar un común denominador que suponga una solución para todos los requisitos.

 

Ø      El Apec HT, el policarbonato de alta resistencia térmica de Bayer, se está convirtiendo en la mejor opción para los fabricantes de artículos y aparatos médicos. Con este material se fabrica, por ejemplo, la válvula de seguridad de la máscara respiratoria.

 

Ø      Dow Plastics ha creado el primer sistema de autotransplante de venas endoscópico, que se utiliza como técnica adjunta durante la operación de bypass.

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