Este documento describe la historia y los usos de los polímeros en medicina. Brevemente discute cómo los polímeros se han utilizado en aplicaciones como suturas, lentes de contacto, implantes cardiovasculares y ortopédicos. También cubre biomateriales poliméricos biodegradables comúnmente utilizados como ácido poliglicólico y ácido poliláctico.

1. Instituto Tecnológico de Morelia
“José María Morelos y Pavón”
Materia: Materiales Poliméricos
Profesora: M.C. María Leticia O. G.
Alumno: Daniel Ruiz
Fecha: Abril, 2015

2. LOS POLÍMEROS EN
MEDICINA

3. Cuando la ingeniería de materiales y la ciencia
especializada en polímeros unen sus fuerzas con la
biología y la medicina para producir estos milagros
modernos, volvemos a ver cómo la colaboración
interdisciplinaria y la investigación aplicada y básica
esenciales siguen siendo la verdadera fuente de
beneficios, tan simples y profundos como un tejido vivo
que se puede crear en el laboratorio.

4. Primeras civilizaciones ….
1839: Charles Goodyear inventa el proceso de vulcanización, que convierte la goma en un material
seco, resistente y elástico.
1858: Los químicos Friedrich Kekulé y Archibald Couper demuestran que las moléculas orgánicas
están compuestas por átomos de carbono combinados químicamente en distintas formas.
1870: John Wesley Hyatt comercializa el celuloide, un plástico hecho de celulosa modificada
químicamente, también denominado nitrato de celulosa.
1887: El conde Hilaire de Chardonnet presenta un método par hilar soluciones de nitrato de celulosa
en seda de Chardonnet, la primera fibra sintética.
1909: Leo Baekeland crea la baquelita, el primer plástico completamente sintético.
1920: Hermann Staudinger propone que los polímeros son largas cadenas de unidades más
pequeñas que se repiten cientos o miles de veces. Posteriormente recibe el premio Nobel por su
investigación de la síntesis y las propiedades de los polímeros.

5. Década de 1920: Kurt Meyer y Herman Mark utilizan rayos X para examinar la estructura interna de la celulosa y otros
polímeros, demostrando así la estructura multiunitaria de determinadas moléculas.
Finales de la década de 1920: Wallace Hume Carothers y su grupo de investigación de DuPont sintetizan y desarrollan
aplicaciones para los nailons, neoprenos y poliésteres sintéticos.
1930: Los alemanes desarrollan dos tipos de caucho sintético (Buna-S y Buna-N) a partir del butadieno, un subproducto
del petróleo.
Década de 1930: Paul Flory desarrolla una teoría matemática para explicar la creación de redes de polímeros “en la que
los fluidos de polímeros forman enlaces transversales y se convierten, como el caucho, en elásticos.” Flory recibiría en
1974 el premio Nobel por las contribuciones de su carrera profesional a la química de polímeros.
Década de 1940: Peter Debye desarrolla una técnica de dispersión de luz para medir el peso molecular de los polímeros
de gran tamaño.

6. El polímero natural “colágeno”, presente en el tejido conectivo animal, se ha utilizado como hilo
quirúrgico durante mas de 2500 años.
En 1860 el polímero artificial denominado colodión se utiliza como apósito liquido para heridas
leves.
(Apósito: Producto sintético empleado para cubrir y proteger una herida. Colodión: disolución
de celulosa intrica en alcohol y éter).

7. 1950: Norton Higgins patenta un proceso para producir ácido poliglicólico, un plástico que puede degradarse lentamente de
forma controlada en el cuerpo humano.
1963: Edward Schmitt y Rocco Polistina patentan la primera sutura sintética absorbible, compuesta de ácido poliglicólico, un
plástico clave en la ingeniería de tejidos.
1975: Robert Langer y M. Judah Folkman utilizan polímeros para aislar las sustancias químicas que detienen la formación de
vasos sanguíneos, sugiriendo así un nuevo método para combatir el cáncer. Dichos estudios establecieron también la
viabilidad de una liberación controlada de macromoléculas.
1986: Langer y Joseph Vacanti demuestran que las células hepáticas desarrolladas en una estructura plástica pueden
funcionar correctamente tras su transplante en animales, lo que abre las puertas al nuevo campo de la ingeniería de tejidos.
1996: La Food and Drug Administration aprueba los implantes de láminas de polímeros para tratar el cáncer cerebral,
promovidos por Langer y Henry Brem.
1997: Ensayos clínicos muestran que la piel artificial puede curar las úlceras de piel de los diabéticos, estableciendo así la
viabilidad clínica potencial de la ingeniería de tejidos.

9. Recordando que:
Un polímero es una molécula formada a
su vez por otras moléculas más
pequeñas llamadas monómeros,
formando unidades de repetición
llamadas mer o mero.

10. Un biomaterial es cualquier sustancia o combinación de sustancias, de origen natural o sintético,
diseñadas para actuar interfacialmente con sistemas biológicos con el fin de evaluar, tratar,
aumentar o sustituir algún tejido, órgano o función del organismo humano.
Desafortunadamente, el término biomaterial se utiliza equivocadamente en un sentido más
amplio para designar cualquier objeto utilizado en relación con la asistencia sanitaria, incluido el
embalaje.

11. Atendiendo a su origen, los biomateriales pueden ser:
- Naturales: Son materiales complejos, heterogéneos y difícilmente caracterizables y
procesables. Algunos ejemplos son el colágeno purificado, fibras proteicas (seda, lana ...), etc..
- Sintéticos: Los biomateriales sintéticos pueden ser metales, cerámicas o polímeros y
comúnmente se denominan materiales biomédicos, para diferenciarlos de los biomateriales de
origen natural.

12. En el caso particular de los biomateriales poliméricos, se puede hacer una clasificación según el
tiempo que deben mantener su funcionalidad cuando se aplican como implantes quirúrgicos.
- En el primer grupo se incluyen todos aquellos implantes que deben tener un carácter
permanente, como son los sistemas o dispositivos utilizados para sustituir parcial o totalmente a
tejidos u órganos destruidos como consecuencia de una enfermedad o trauma.
- En el segundo grupo, se incluyen los biomateriales degradables de aplicación temporal, es
decir, aquellos que deben mantener una funcionalidad adecuada durante un periodo de tiempo
limitado, ya que el organismo humano puede desarrollar mecanismos de curación y
regeneración tisular para reparar la zona o el tejido afectado

13. Requerimientos para polímeros
biomédicos
Al trabajar con biomateriales es necesario conocer dos aspectos
fundamentales:
 El efecto del implante en el organismo.
 El efecto del organismo sobre el implante.

14. Para poder ser utilizados como implantes en el organismo humano…
No deben ser: Mutagénicos, carcinogénicos, antigénicos, tóxicos y, lógicamente deben ser
antisépticos, esterilizables, compatibles con el tejido receptor, de fácil procesado y capaz de
conformarse en distintas formas entre otros requisitos.

15. La mayor parte de los polímeros no satisfacen todas los requerimientos necesarios, de manera
que los materiales polímeros utilizados en medicina deben de ser diseñados específicamente
para cumplir unas determinas funciones. Así se puede afirmar que es una labor que hay que
realizar entre el médico, científico y el ingeniero.

16. Los principales polímeros degradables y mas utilizados son los obtenidos a partir de ácido
políglicólico (PGA) y el ácido poliáctico (PLA).
Así como la polidioxanona, politrimetilen-carbonato de forma de copolimeros y homopolimeros.
Adicionalmente están los polianhidridos, los poliortoésteres y otros que aún están bajo
investigación.
Para conocer mas sobre los polímeros mas utilizados en medicina, se presenta un mapa
conceptual con los dos grupos de polímeros biodegradables con sus respectivos polímeros
usados

18. En la actualidad se han perfeccionado los polímeros ya
existentes y se han desarrollado nuevos para aplicaciones
específicas dentro del campo de la medicina.
Los polímeros de uso médico presentan una baja densidad,
se les puede dar forma fácilmente y son bio-compatibles, lo
que permite, como ya hemos dicho, que una de sus
aplicaciones sean las biomédicas.

19. Podemos encontrar
polímeros en:

20. Implantes cardiovasculares
En los casos de insuficiencias cardíacas o estrechamientos
de los orificios de la válvula mitral del corazón (estenosis),
se hace necesaria la sustitución de la misma.
Los rebordes de estas válvulas artificiales se elaboran de
teflón (PTFE), un polímero similar al polietileno, en el que
los átomos de hidrógeno han sido sustituidos por átomos
de flúor.
También cabe destacar la utilización de teflón (PTFE) en
bypass coronarios y en oxigenadores de sangre durante
intervenciones quirúrgicas.

21. Aplicaciones oftálmicas
Tanto las lentes de gafas como las lentes de contacto y los
implantes intraoculares se hacen de polímeros.
Para la elaboración de lentes de contacto blandas se usan
polímeros hidrofílicos, llamados hidrogeles, que poseen
las propiedades de absorber el agua, ser permeables al
O2 y adaptarse bien a la córnea.
Por su parte, para las lentes duras se utiliza otro
polímetro, el polimetilmetacrilato (PMMA). Dichas lentes
no son permeables al O2; para ello se incorporan
copolímeros.

22. En ocasiones, debido a un mal funcionamiento
del cristalino ocular(cataratas), se hace
necesario extraerlo e implantar quirúrgicamente
una lente intraocular para corregir la visión.
Pues bien, para la elaboración de esa lente
intraocular también se utiliza PMMA.

23. Aplicaciones ortopédicas
En las uniones de prótesis de cadera y rodilla se
utilizan cementos óseos, un material estructural de
relleno entre el implante y el hueso. Estos
cementos óseos están elaborados con PMMA.
En estos casos es muy importante tener en cuenta
los problemas de bio-compatibilidad y se debe
controlar el grado de porosidad de estos
materiales.

24. Otras aplicaciones
Los polímeros son también utilizados en los implantes
para la administración sostenida de fármacos. En estos
casos se usa una matriz polimérica, ácido poliláctico
(PLA) o ácido poliglicólico (PGA), implantada en el
cuerpo para la liberación de los fármacos.
Otra aplicación a destacar es la de material estructural.
De esta manera los polímeros se pueden usar como
andamios donde pueden crecer los tejidos, tanto in
vitro como in vivo.

26. Degradación
La biodegradación depende del tamaño del
implante, de su forma, densidad, lugar de
implantación y peso molecular del
polímero empleado.

28. No cabe duda, que el futuro de la medicina
estará, en parte, unido a la evolución de los
polímeros, marcando ésta el camino a seguir para
el tratamiento de patologías sin solución en la
actualidad.

29. “INYECTAN POLÍMERO PARA DETENER
HEMORRAGIAS”
Publicación: 27 de Marzo 2015
http://invdes.com.mx/salud-mobil/6981-inyectan-polimero-para-detener-hemorragias
El polímero llamado PolySTAT detiene la pérdida de sangre al fortalecer la formación de coágulos sanguíneos. Sin
duda se trata de un descubrimiento que puede salvar miles de vidas, pero que al mismo tiempo plantea una
revolución.
El polímero inyectable ayuda a una proteína llamada fibrina, que fortalece el tapón de plaquetas.
El equipo se inspiró en una proteína natural encontrada en el cuerpo humano llamada factor XIII, la cual ayuda a
fortalecer los coágulos de sangre al unir los filamentos de fibrina y reforzar el entramado de un coágulo de sangre por
medio de la adición de “enlaces cruzados”.
los investigadores dicen que PolySTAT no forma coágulos en el cuerpo que pueden resultar en un derrame cerebral o
embolia, ya que sólo une a la fibrina en el sitio de una herida, haciendo caso omiso a un precursor de la fibrina que
circula por todo el cuerpo.

30. PolySTAT

31. “FABRICAN PLÁSTICOS BACTERICIDAS
CON CLARA DE HUEVO”
Publicación: 31 de Marzo 2015
http://invdes.com.mx/tecnologia-mobil/7019-fabrican-plasticos-bactericidas-con-clara-de-huevo
El descubrimiento lo han hecho Alex Jones, un investigador de la Universidad de Georgia, en Estados Unidos, y
su grupo.
Los investigadores probaron tres materiales no tradicionales -proteínas de albúmina, suero de leche y soya-
como alternativa a los plásticos convencionales, derivados del petróleo, con sus también convencionales
riesgos de contaminación. En particular, la albúmina, una proteína encontrada en las claras de huevo,
demostró enormes propiedades antibacterianas cuando era mezclada con un plastificante como el glicerol.
"Se encontró que tenía una inhibición completa, que ninguna bacteria crecía en el plástico una vez aplicada la
albúmina", dijo Jones. "Las bacterias no serían capaces de vivir en él".
Los investigadores tenían principalmente dos objetivos, uno era encontrar maneras de reducir la cantidad de
petróleo utilizado en la producción de plástico y el otro encontrar un bioplástico totalmente biodegradable. El
bioplástico de albúmina de huevo y glicerol reunía ambos requisitos.

32. Fuentes bibliográficas
http://www7.nationalacademies.org/spanishbeyonddiscovery/Pol%C3%ADmeros%20y%20pers
onas.html
http://triplenlace.com/2012/02/14/polimeros-de-uso-medico/
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/medicina/polimeros_biodegradables.htm
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/medicina/biopolimeros.htm
http://www.eis.uva.es/~macromol/curso04-05/bio2/
http://invdes.com.mx/salud-mobil/6981-inyectan-polimero-para-detener-hemorragias
http://invdes.com.mx/tecnologia-mobil/7019-fabrican-plasticos-bactericidas-con-clara-de-
huevo

33. Gracias por su atención