Biopolímero
As aplicações dos biopolímeros podem ser categorizadas em dois campos principais, que diferem devido ao seu uso biomédico e industrial.
BiomedicalEdit
Porque um dos principais propósitos da engenharia biomédica é imitar partes do corpo para sustentar funções corporais normais, devido às suas propriedades biocompatíveis, os biopolímeros são amplamente utilizados na engenharia de tecidos, dispositivos médicos e na indústria farmacêutica. Muitos biopolímeros podem ser usados para medicina regenerativa, engenharia de tecidos, administração de medicamentos e aplicações médicas em geral, devido às suas propriedades mecânicas. Eles fornecem características como cicatrização de feridas e catálise de bio-atividade e não-toxicidade. Comparados aos polímeros sintéticos, que podem apresentar várias desvantagens como rejeição imunogênica e toxicidade após a degradação, muitos biopolímeros são normalmente melhores com integração corporal, pois também possuem estruturas mais complexas, semelhantes ao corpo humano.
Mais especificamente, os polipeptídeos como colágeno e seda, são materiais biocompatíveis que estão sendo usados em pesquisas inovadoras, pois são materiais baratos e de fácil obtenção. O polímero de gelatina é frequentemente utilizado em feridas de penso onde actua como um adesivo. Os andaimes e películas com gelatina permitem que os andaimes retenham medicamentos e outros nutrientes que podem ser utilizados para fornecer a uma ferida para a cura.
Como o colagénio é um dos biopolímeros mais populares utilizados na ciência biomédica, eis alguns exemplos da sua utilização:
Sistemas de administração de medicamentos à base de colagénio: as películas de colagénio actuam como uma membrana barreira e são utilizadas para tratar infecções dos tecidos como o tecido córneo infectado ou o cancro do fígado. Os filmes de colagénio têm sido todos utilizados para portadores de genes que podem promover a formação óssea.
Esponjas de colagénio: As esponjas de colagénio são usadas como penso para tratar vítimas de queimaduras e outras feridas graves. Os implantes à base de colagénio são usados para células de pele cultivadas ou portadores de drogas que são usadas para queimaduras e para substituir a pele.
Colagénio como hemostato: Quando o colagénio interage com plaquetas causa uma coagulação rápida do sangue. Esta coagulação rápida produz uma estrutura temporária para que o estroma fibroso possa ser regenerado pelas células hospedeiras. O hemostato de base colágena reduz a perda de sangue nos tecidos e ajuda a controlar o sangramento nos órgãos celulares como o fígado e o baço.
Chitosan é outro biopolímero popular na pesquisa biomédica. O quitosano é derivado da quitina, o principal componente no exosqueleto de crustáceos e insetos e o segundo biopolímero mais abundante do mundo. O quitosano tem muitas características excelentes para a ciência biomédica. O quitosano é biocompatível, é altamente bioactivo, o que significa que estimula uma resposta benéfica do organismo, pode biodegradar-se o que pode eliminar uma segunda cirurgia em aplicações de implantes, pode formar géis e filmes, e é selectivamente permeável. Estas propriedades permitem várias aplicações biomédicas do Chitosan.
Chitosan como administração de medicamentos: Além disso, o quitosano conjugado com agentes anticancerígenos também pode produzir melhores efeitos anticancerígenos ao causar liberação gradual de drogas livres no tecido cancerígeno.
Quitosano como agente antimicrobiano: A quitosana é usada para parar o crescimento de microrganismos. Ele desempenha funções antimicrobianas em microorganismos como algas, fungos, bactérias e bactérias gram positivas de diferentes espécies de leveduras.
Composto de quitosano para engenharia de tecidos: O poder da mistura de Quitosano juntamente com o alginato são utilizados em conjunto para formar pensos funcionais para feridas. Estes pensos criam um ambiente húmido que ajuda no processo de cicatrização. Este penso para feridas é também muito biocompatível, biodegradável e possui estruturas porosas que permitem o crescimento das células no penso.
IndustrialEdit
Food: Os biopolímeros estão a ser utilizados na indústria alimentar para coisas como embalagens, filmes de encapsulação comestível e alimentos de revestimento. O Ácido Poliláctico (PLA) é muito comum na indústria alimentar devido à sua cor clara e resistência à água. No entanto, a maioria dos polímeros tem uma natureza hidrofílica e começam a deteriorar-se quando expostos à humidade. Os biopolímeros também estão sendo usados como filmes comestíveis que encapsulam os alimentos. Estes filmes podem transportar coisas como antioxidantes, enzimas, probióticos, minerais e vitaminas. Os alimentos consumidos encapsulados com o filme de biopolímero podem fornecer estas coisas ao corpo.
Embalagem: Os biopolímeros mais comuns usados em embalagens são o polihidroxialcanoato (PHA), ácido poliláctico (PLA) e o amido. Amido e PLA são biodegradáveis disponíveis comercialmente, tornando-os uma escolha comum para embalagem. No entanto, suas propriedades de barreira e propriedades térmicas não são ideais. Os polímeros hidrofílicos não são resistentes à água e permitem a passagem de água através da embalagem, o que pode afetar o conteúdo da embalagem. O ácido poliglicólico (PGA) é um biopolímero que tem grandes características de barreira e está sendo usado agora para corrigir os obstáculos de barreira do PLA e do amido.
Purificação da água: Um biopolímero mais recente chamado quitosano tem sido usado para purificação de água. O quitosano é usado como um floculante que leva apenas algumas semanas ou meses em vez de anos para se degradar no meio ambiente. O quitosano purifica a água por quelação quando remove os metais da água. A quelação é quando os locais de ligação ao longo da cadeia de polímeros se ligam com o metal na água formando clivagens. O Chitosan tem sido usado em muitas situações para limpar águas pluviais ou residuais que possam ter sido contaminadas.