MATERIALES PLASTICOS: POLI ÁCIDO GLICÓLICO

El poli ácido gligólico o poliglicolida fue dado a conocer por Bischoff y Walden en 1893. Dichos autores repararon en que la reacción de polimerización a partir del monómero de glicolida es un proceso reversible. Ésta reacción fue estudiada posteriormente por Carothers en 1932 aunque no dio lugar a un producto comercial hasta que Schmitt inventó su aplicación como sutura absorbible en 1967.

Este el poliéster alifático lineal más simple. Es degradable hidrolíticamente, y se utilizó para desarrollar la primera sutura sintética totalmente absorbible, comercializada como Dexon en la década de los 70 por Davis y Geck, Inc.(Danbury, CT). También es empleado como mecanismo de fijación ósea (clavos óseos) que son conocidos con la marca comercial Biofix.

Su fórmula química es:

Mediante la dimerización del ácido glicólico se obtiene el monómero, el cual polimeriza por apertura de anillo produciendo un material de alto peso molecular y con un porcentaje de monómero residual comprendido entre el 1% y el 3 %.

La propiedad que hace más interesante la aplicación del PGA como polímero degradable es que su producto de degradación, el ácido glicólico, es un metabolito natural. Debido a su biodegradabilidad y biocompatibilidad el PGA ha sido ampliamente utilizado como sistema transportador de fármacos y proteínas.

El PGA es un polímero de gran interés por su amplia gama de aplicaciones, especialmente en el campo de la medicina. Se utiliza para cerrar heridas como material quirúrgico para sutura, como dispositivo de fijación ósea en forma de varillas, planchas o tornillos, como implante para sustituir fragmentos óseos o como sistema de liberación de medicamentos. Los implantes a base de este compuesto están constituidos por microfibrillas orientadas con alternancia de fases cristalinas y fases amorfas. A continuación se observa en la ilustración, la principal aplicación de este tipo de material.

Las fibras (mostrada en la siguiente ilustración) obtenidas a partir de PGA se caracterizan por su alta fuerza, pero son demasiado rígidas para ser usadas como suturas exceptuando si se usan en forma de material trenzado. En este sentido, el monómero del poli (ácido glicólico) se copolimeriza con otros monómeros para reducir la rigidez de las fibras resultantes. Además, con la combinación con otro tipo de monómeros forman distintos tipos de materiales biomédicos para diferentes aplicaciones.

Al igual que el ácido poliláctico se degrada en el organismo dando una sustancia no tóxica que es metabolizada de la misma manera por el ciclo del ácido cítrico (ciclo de KREBS).

Una vez terminado dicho ciclo, los metabolitos resultantes, es decir, H₂O y CO₂ son expulsados a través de la orina o por el aliento.

El monómero, a través de la polimerización de apertura del anillo, resultando el material de ácido poliglicólico de alto peso molecular, elevada cristalinidad (45-55%), alto punto de fusión (220-225ºC) y una temperatura de transición vítrea de 35-40ºC.

La síntesis general del ácido poliláctico se puede observar a continuación:

Existen diferentes vías para sintetizar el ácido poliglicólico. A continuación se comentan algunas de las más comunes:

- Policondensación. El poli (ácido glicólico) se puede sintetizar por policondensación del ácido glicólico. Esta vía de síntesis es la más sencilla, sin embargo conduce a polímeros de bajo peso molecular (Mn<10.000) reduciendo considerablemente las aplicaciones posibles, ya que en la mayoría de los casos se utiliza en forma de fibra.

- Polimerización por apertura de anillo. EL PGA de elevado peso molecular se puede obtener mediante la polimerización de apertura de anillo del derivado dímero cíclico del ácido glicólico, determinado en la terminología anglosajona Glycolide. La formación del dímero cíclico se produce mediante una reacción de condensación en dos pasos. El primero consiste en la policondensación del ácido glicólico para dar un poliéster de bajo peso molecular, que se despolimeriza térmicamente a temperaturas relativamente elevadas para dar el derivado dímero cíclico. Este dímero cíclico, glycolide o 1,4-dioxano-2,5-diona, presenta dos formas polimórficas dependiendo de la temperatura de cristalización durante su purificación.

- Polimerización en estado sólido. Un número considerable de reacciones de polimerización en estado sólido han sido descritas en la literatura. El primer ejemplo es la policondensación inducida térmicamente que sucede en el cloro-acetato potásico, descrita por Hoffman en 1957. La reacción conduce a poli (ácido glicólico) y cloruro potásico como únicos productos. Un año después, Kekulé estudió la misma reacción, seguido por Heintz en 1862, y Norton y Tcherniak en 1878 que estudiaron la reacción del cloro-acetato sódico. Posteriormente, en 1894 Bischoff y Waldenrealizaron sistemáticos estudios sobre el cloro acetato sódico y el bromo acetato sódico. En la actualidad, han realizado numerosos estudios en este sentido, ampliando el número de sales experimentadas. La policondensación en estado sólido se basa en la eliminación de haluros metálicos a alta temperatura, conduciendo a la formación del poliéster correspondiente, con un grado de polimerización inferior al que se obtienen mediante la polimerización térmica o en solución.

A continuación observamos un cuadro con caracteristicas de este material y algunos relacionados con este: