Biomatériaux - II - Polymères synthétiques biodégradables: Polyesthers aliphatiques

Structure: Chaînes carbonées sans aromatiques (benzène)

Moins de rigidité au polymère (encombrement)

Dégradation des polyesters aliphatiques

Hydrolyse des fonctions esther (facile)

Réaction inverse de l’hydrolyse

Estérification

Synthèse

Polycondensation ou polyaddition

Polycondensation

Système XY des deux monomères différents

Polyaddition

À partir de monomères cycliques et avec un amorceur

Polyaddition anionique

Ouverture de cycle puis propagation puis addition en boucle

Problème de la polyaddition anionique

Réactions de transesterification (forte réactivité des alcoholate): longueur de chaînes moins contrôlées

Solution aux réactions de transesterification

La coordination-insertion pour diminuer la réactivité

Coordination-insertion

Avec un catalyseur métallique et avec ou sans initiateur (réagit avec le catalyseur)

Polyaddition: processus …

Contrôlé et vivant

Conversion

Quantité de monomères convertis en polymère / quantité de monomères initiale

Degré de polymérisation DPn

[M]/[R] *C

Dispersité PDI

Mw/Mn

Tacticité du PLLA

Isotactique (capacité à se cristalliser)

Tacticité de PDLLA

Hétérotactique/atactique (pas de tacticité)

Tg du PCL

-60 degC

Tg du PGA

35 degC

Tg du PDLLA/PLLA

60 degC

Cycle du PLA

Catalyse - hydrolyse - biodégradation - fermentation

Polymère dégradable

Dégradation par hydrolyse chimique

Polymère biodégradable

Dégradation (partielle) par processus enzymatique biologique

Polymère biorésorbable

By-products pouvant être dégradés naturellement

La dégradation est rapide si …

Pas d'encombrement stérique ou si chaînes apolaires ou si matériau amorphe

Ajout de glycolique

Dégradation plus rapide

Vitesse de dégradation modulable par …

Copolymérisation

Temps de dégradation

PCL<PLLA<PDLLA<PGA

Érosion en masse

L’eau pénètre: baisse de la masse molaire et pas de perte de masse

Érosion en surface

L’eau ne pénètre pas le matériau: hausse de la perte de masse et pas de perte de masse molaire

Les gros objets se dégradent plus … que les petits

Rapidement

Application pour le PLA

Vis biorésorbable pour l’orthopédie