Startpagina / Samenvattingen / Biomaterialen / polymeer-polymeren-eigenschappen

Biomaterialen op basis van polymeren

37 belangrijke vragen over Biomaterialen op basis van polymeren

Waarom zijn polymeren breed toepasbaar?

Ze zijn licht, sterk en kunnen vele verschillende mogelijke mechanische eigenschappen hebben.

Polymeren zijn eenvoudig te verwerken, hoe?

Verhitten, behandelen met oplosmiddelen of polymerisatie in situ (chemisch)

Wat zijn elastomeren en rubbers?

Deze polymeren vertonen een grote mate van elastische vervorming. Dit komt door een lichte mate van cross-linking waardoor het materiaal naar de oorspronkelijke vorm terug gaat na elastische deformatie.

Wat is vulcanisatie en bij welke klasse polymeer komt dit voor?

Het is een speciale vorm van cross-linking waarbij er een zwavel-zwavelbinding ontstaat, dit komt voor bij rubbers.

Welke eigenschappen van polymeren spelen een rol in de klinische toepassingen?

- Biocompatibiliteit en hemocompatibiliteit
- Mechanische eigenschappen
- Degradatiesnelheid
- Sterilisatiemogelijkheden
- Verwerkingsmogelijkheden

Wat is de functionaliteit van een polymeer?

Het aantal bindingsposities dat er per monomeer beschikbaar is. Elk monomeer moet minimaal twee bindingsplekken hebben om een volgend monomeer te kunnen koppelen.

Welke soorten polymeren zijn er (8)?

- Homopolymeer
- Random copolymeer
- Alternating polymeer
- Block polymeer
- Graft polymeer
- Vertakte polymeer
- Lineair polymeer
- Gecrosslinked polymeer

Wat is een alternating polymeer?

Bestaat uit een vaste sequentie afwisselende monomeren.

Wat is een block polymeer?

Bestaat uit meerdere vaste blokken van een monomeer welke elkaar afwisselen.

Wat is een graft polymeer?

Een homopolymeer welke zijgroepen heeft met een ander monomeer.

Wat is een lineair polymeer?

Heeft geen vertakkingen.

Wat is een gecrosslinked polymeer?

Gaat verbindingen aan tussen vertakkingen e/o zijgroepen (covalent, ionisch, H-brug).

Welke invloed hebben zijgroepen op de beweeglijkheid van het polymeer?

Verslechteren

Waarvoor wordt de gewogen massa van een polymeersamenstelling gebruikt? En wat is de formule?

Om de mechanische eigenschappen van het materiaal in te schatten. Lange ketens dragen meer bij aan de mechanische eigenschappen dan korte ketens.

Wat is de formule van het normale gemiddelde gewicht van een polymeersamenstelling?

Wat is de polydispersity index(PDI)? En wat is de formule?

De polydispersiteit van het polymeer is een maat voor de breedte van deze verdeling van de molecuulmassa's in het polymeer. Hoe lager de polydispersiteit, hoe smaller de verdeling. De polydispersiteit zegt echter niets over de vorm van de verdelingscurve.

Welke drie vormen isomeren zijn er?

Isotactische, syndiotactische en atactische isomeren.

Wat is een isotactisch isomeer?

In alle richtingen hetzelfde, alleen rechtsdraaiende of alleen linksdraaiende monomeerzijgroepen.

Wat is een syndiotactisch isomeer?

Een isomeer met afwisselende links- en rechtsdraaiendemonomeerzijgroepen.

Wat is een atactisch isomeer?

Een isomeer met een willekeurige zijgroepverdeling, kan dus niet kristalliseren.

Waardoor worden de mechanische eigenschappen van polymeren bepaald (5)?

- Architectuur
- Compositie
- Moleculaire massa (Mw en Mn)
- Massadistributie/dispersiteit (PDI)
- Cross-linkingdichtheid

Wat doen weekmakers en waarvoor worden ze gebruikt?

Ze maken ruimte tussen de ketens die op elkaar liggen, zo kan een grotere graad van kristalliniteit worden voorkomen en wordt het materiaal dus minder hard.

Wat is strain induced kristallisatie?

Door uitrekking van het materiaal treedt er een conformatieverandering op waardoor polymeren zich in een meer kristallijne oriëntatie verplaatsen.

De fysische eigenschappen van polymeren zijn dus in grote mate afhankelijk van intermoleculaire interacties, benoem er vier.

- De ketenstijfheid: kunnen bindingen wel/niet roteren
- De ketencompositie en -polariteit
- De ketenarchitectuur en -regelmaat
- De moleculaire massa (Mw)

Biomaterialen kunnen op basis van origine worden geclassificeerd als biologische- en synthetische polymeren. Wat zijn de voordelen van beiden?

Biologisch: betere biofunctionaliteit, minder toxiciteit
Synthetisch: mogelijkheid om specifieke eigenschappen te bepalen, goedkoop, weinig immuunreacties, relatief stabiel in fysiologische omstandigheden.

Noem vier soorten biologische polymeren.

- Polysacchariden (alginaat uit algen, chitosan uit spinnen/insecten, glycosaminoglycanen)
- Eiwitten (hydrogels; collageen, gelatine, fibrine, elastine)
- Rubber (wordt veel bewerkt)
- Zijde

Wat is tailoring bij synthetische polymeren?

Eigenschappen kunnen grotendeels vooraf bepaald worden, door controle op het polymerisatieproces en het inmengen van bepaalde elementen.

Welke polymeren zijn stabiel (niet degradeerbaar)?

- Polyethylenen
Gefluorineerde polymeren
- Polyethyleneglycol
- Polycrylaten
- Polyurethanen

Beschrijf gefluorineerde polymeren en geef een toepassing.

PTFE/Teflon, taai (hoog moleculair niveau) en relatief slijtage-vast. Zeer lage wrijvingsweerstand en hemocompatibel Niet aanhechtend door polariteit van F-groepen in de monomeren. Geen H-bruggen, dus geen eiwitinteracties, dus fibrotisch kapsel minder dik.

Risico: TF kan reageren met plasmafactor VII, plateletactivatie bij stress, contatactivatie door vreemde materialen.

Toepassing: in bloedbaan

Degradatie kan hydrolytisch of enzymatisch plaatsvinden, omschrijf beiden.

Hydrolytisch: op gang komen met katalysator, ketens verbroken. Tegenovergestelde proces is condensatie of esterificatie (wanneer ester gevormd wordt)
Enzymatisch: eiwitten worden afgebroken door eiwit-substraatcomplex

Welk factoren zijn van invloed op de degradatie van een polymeer?

Chemie, kristalliniteit, Mw en hydrofiliciteit.

Hoe zijn polyesters degradeerbaar? Wat kan een bijproduct zijn bij degradatie?

Door de estergroep die deze polymeren bevatten. Bij degradatiekan melkzuur als bijproduct ontstaan.

Beschrijf polyglycolisch zuur (PGA) en geef een toepassing.

Hoog (semi)kristallijn, hoge elasticiteitsmodulus, controleerbare degradatiesnelheid.

Toepassing: hechtdraad of orthopedische pluggen

Beschrijf polylactisch zuur (PLA) en geef een toepassing.

In L-vorm 37% kristallijn, degradeert langzaam vergeleken met PGA, goede treksterkte en hoge elasticiteitsmodulus.
Toepassing: orthopedische pluggen en schroeven.

Wanneer D- en L-configuraties gecombineerd worden, ontstaat een atactisch isomeer welke niet meer kristalliseert (amorf).
Toepassing: dru delivery en als scaffoldmateriaal.

Beschrijf poly-lactide-co-glycolide (PLGA) en geef een toepassing.

Gebruikt wanneer het van belang is om de degradeersnelheid van een materiaal te reguleren. Deze is namelijk afhankelijk van de lacidezuur/glycolidezuur ratio en Mw. De snelste degradatie treedt op wanneer de ratio 50/50 is.

Toepassing: scaffolds en drug dellivery

Beschrijf polycaprolactone (PCL) en geef een toepassing.

Semi-kristallijn, eenvoudig te verwerken, lage degradatiesnelheid, hoge permeabiliteit voor drugs, niet toxisch, lage treksterkte, hoge rek bij breuk.

Toepassing: chirurgische hechtingen die na verloop van tijd geabsorbeerd worden.

Welke polymeren worden gebruikt voor het maken van hydrogels?

Collageen, elastine, fibrine, albumine, polysacchariden, hyaluron zuur, chitine/chitosan

De vragen op deze pagina komen uit de samenvatting van het volgende studiemateriaal:

Biomaterialen

Bekijk samenvatting

Een unieke studie- en oefentool
Nooit meer iets twee keer studeren
Haal de cijfers waar je op hoopt
100% zeker alles onthouden

Onthoud sneller, leer beter. Wetenschappelijk bewezen.

Studiemateriaal generieke omslagafbeelding