Biomaterialien
Ein Stift zur Knochenfixierung aus kristalliner Poly-L-Milchsäure (PLLA), die nur aus dem L-Isomer besteht, braucht im Körper mehrere Jahre bis zur vollständigen Resorption. Welche Maßnahme beschleunigt den Abbau?
- ACopolymerisation mit dem D-Isomer zu amorpher Poly-DL-Milchsäure
- BErhöhung der Kristallinität durch Verstrecken oder Wärmebehandlung, damit mehr hydrolysierbare kristalline Bereiche entstehen
- CErhöhung der Molmasse, damit mehr Esterbindungen für die Spaltung durch Hydrolyse zur Verfügung stehen
Lösung und Erläuterung anzeigen
Lösung: A. Copolymerisation mit dem D-Isomer zu amorpher Poly-DL-Milchsäure
Die Hydrolyse schreitet zuerst in den amorphen Bereichen voran, in die Wasser leicht eindringt, und verläuft in den kristallinen Bereichen mit dicht gepackten Ketten langsam. Mit dem D-Isomer copolymerisierte Poly-DL-Milchsäure (PDLLA) verliert ihre Stereoregularität, wird amorph und baut sich schneller ab. Auch PLGA, ein Copolymer mit Glycolsäure, die keine Methylgruppe trägt und hydrophiler ist, wird schneller abgebaut. Die Abbaudauer von PLGA lässt sich über die Zusammensetzung im Bereich von einigen Wochen bis zu einigen Monaten einstellen, und es dient auch als Träger, der Wirkstoffe nach und nach freisetzt. Eine höhere Kristallinität erschwert das Eindringen von Wasser und verlangsamt den Abbau. Eine höhere Molmasse erhöht die Zahl der Bindungen, die gespalten werden müssen, bevor die Festigkeit verloren geht, sodass Festigkeitsverlust und Resorption ebenfalls langsamer werden.