Materiale polimerice şi compozite Curs 12: - CD / DVD / Blu-ray - Skiuri / Snowboard - Aplicatii medicale (implanturi, plasture transdermic) CD (125 nm) (0,5 μm) Structura CD-ului. A. Strat policarbonat B. Strat subtire reflectorizant (Al, Au) C. Lac de protectie a stratului reflectorizant D. Eticheta printata E. Raza LASER 1
Stratul de policarbonat este transparent pentru raza LASER Citirea informatiei: - daca raza LASER cade pe suprafata metalizata dintre crestaturi atunci este reflectata, semnalul fiind 1 - daca raza LASER cade in interiorul crestaturii, atunci ea nu se reflecta, semnalul fiind 0 Raza LASER baleiaza suprafata CD-ului decodorul (fotoconvertor) identifica o secventa digitala de 0 si 1 pe care o transforma in semnale audio sau date. Fidelitate inalta drumul razei LASER nu este afectat de zgarieturi, praf, urme de pe suprafata CD-ului raza este conica, ea focalizand (fiind punctuala) pe crestatura. Tehnologia de fabricare a unui CD 1 (Aliaj de telur) 2 3 2
Tehnologia de fabricare a unui CD (Ni) 4 5 (Ni) 6 7 (Ni) Injectie: - topitura PC 210-320 C - timp 3-5 sec. - 550-900 CD/ora Tehnologia de fabricare a unui CD Primul CD fabricat de Bayer in 1986 Caracteristicile policarbonatului care-l recomanda pentru fabricarea CDurilor: - bune proprietati optice (transparenta ridicata) - puritate avansata (nivelul impuritatilor sub 10 ppm) transparenta ridicata - rezistenta mecanica ridicata (soc, tractiune si incovoiere) - stabil termic (fidelitatea informatiei/sunetului sa fie foarte ridicata atat la frig cat si la temperaturi ridicate) - abateri dimensionale foarte mici 3
0,32 μm 0,15 μm Suprafaţa unui CD Suprafaţa unui DVD 4
DVD 5 DVD 10 DVD 9 DVD 18 Ski / Snowboard Cerinte principale pentru materialele din care se fac skiurile: 1. greutate redusa 2. rezistenta la variatii mari de temperaturii 3. rezistenta mare la soc 4. flexibilitate ridicata - atenuarea vibratiilor, adaptarea la neuniformitatile terenului Sectiune transversala printr-un ski de performanta 1- strat de ABS, cu rezist. mare la soc 2- strat de fibre lemnoase ptr elasticitate 3- strat din faguri de Al sau lemn, spume polimerice greutate redusa 4- compozit RPN/fibra de sticla rez. mecanica ridicata 5- fibre carbon sau aramidice 6- material polimeric cu rezist. f. mica la frecare 7- otel (cadru + canturile) 5
Ski / Snowboard http://www.elanskis.com/img/tech/cores/nomex-woodcore.jpg http://www.sporten.cz/files/productvariant/22/eng_alp_spider.jpg Aplicatii ale MC in medicina Medicamente cu eliberare controlata (Controlled Drug Release) Def: dispozitive de tipul plasturilor transdermici, microsferelor, implanturilor oculare, implanturilor contraceptive, etc. care elibereaza in mod controlat, lent, substanta activa (medicamentul) in organismul uman Cai de administrare: 1. Oral 2. Transdermic 3. Insertie de implanturi 4. Intravenos Cerinte pentru polimerii utilizati in medicina - Biocompatibili - Puri - Inerti chimic - Netoxici / Necancerigeni - Usor de prelucrat - Stabili mecanic 6
Sisteme cu eliberare controlata Comparatie intre concentratia substantei active in organism: - medicamente clasice (a) - sisteme cu eliberare controlata (b) Scopul sistemelor cu eliberare controlata este de a mentine concentratia optima de medicament in organism un timp cat mai indelungat 1. Difuzie Mecanisme de eliberare controlata - substanta activa trece prin difuzie printr-o membrana polimerica (peretele sistemului) in organism 2. Osmoza - apa din corpul uman intra in rezervorul polimeric si inlocuieste treptat substanta activa, care este eliberata in organism 7
3. Eroziune Mecanisme de eliberare controlata - rezervorul (polimerul) ce contine substanta activa se erodeaza lent sub actiunea fluidelor din corp substanta activa este eliberata in organism Factori ce conduc la biodegradarea sistemelor cu eliberare controlata Factori chimici Masa moleculara a polimerului Conditiile de prelucrare a polimerului Procesul de sterilizare a implantului Modalitatea de stocare a implantului Locul unde s-a realizat implantarea Compusii absorbiti pe polimer Factori fizici: solubilitate, densitate, etc. Implant polimeric biodegradabil introdus in sobolan dupa 9 (A) si 16 (B) saptamani de la insertie A B 8
Polimeri utilizati pentru realizarea sistemelor cu eliberare controlata Polimeri naturali: derivati de celuloza (ex. Acetat de celuloza), gelatina, ceruri, cauciuc natural, chitosan. Elastomeri sintetici: polibutadiena, poliizobutena, cauciuc siliconic, cauciuc nitrilic, cauciuc policloroprenic, cauciuc butilic. Polimeri sintetici: alcool polivinilic, polietilena, polipropilena, policlorura de vinil, poliacrilati, polimetilmetacrilat, poliamide, poliuretani, poliesteri, polianhidride Implanturi Conditii impuse: Sa se degradeze lent, de la suprafata exterioara catre interior, astfel incat un medicament continut in interior sa se elibereze intrun mod controlat, in timp. Polimerul ca intreg, trebuie sa indeparteze apa, protejand medicamentul din interior de o dizolvare prematura Prin varierea raportului intre componenti (x/y) s-au sintetizat bloccopolimeri cu o suprafata ce se degradeaza intr-un timp de la 1 saptamana pana la cativa ani. 9
Plasturele transdermic 1 - strat exterior (din poliester) fara rol in functionarea plasturelui doar rol estetic, asigurand o culoare cat mai apropiata de cea a pielii 2 - strat subtire de aluminiu (Al) depus din faza de vapori protectia rezervorului principal (4) de radiatia UV 3 - strat adeziv, de legatura intre stratul anorganic (2) si stratul organic (4) 4 - rezervorul principal (de obicei poliizobutena) contine substanta activa ce va fi eliberata controlat in organism 5 - strat poros (de obicei polipropena) prin numarul si dimensiunea porilor se regleaza viteza de trecere a substantei active (nu trebuie sa fie depasita capacitatea de absorbtie a pielii) 6 - rezervor secundar contine o cantitate mica de substanta activa ce va fi absorbita de piele in momentul aplicarii plasturelui (prezenta sa nu este obligatorie) Plasturele transdermic S. Kandavilli,V. Nair, R. Panchagnula, Polymers in Transdermal Drug Delivery Systems, Pharmaceutical Technology, may 2002, www.pharmtech.com 10
Exemple de sisteme cu eliberare controlata Produs Medicament Polimerul ce controleaza eliberarea Metoda de administrare Mecanism de eliberare Indicatii de utilizare Procardia XL Nifedipine Oral Poliacetat de celuloza Osmoza Hipertensiune si angina Duragesic Fentanyl Transdermic EVA Difuzie Durere cronica Proventil Albuterol Oral Cauciuc natural Eroziune Astm bronsic Estraderm Estradiol Transdermic EVA Difuzie Inlocuitor de hormoni Norplant Levonorgestrel Implant Cauciuc siliconic Difuzie Contraceptie Zoladex Goserelin Implant Poliglicolide Eroziune Cancer de prostata 11