Tworzywa sztuczne wspierają medycynę
Trudno sobie wyobrazić funkcjonowanie nowoczesnej służby zdrowia bez produktów medycznych z tworzyw sztucznych, takich jak jednorazowe strzykawki, pojemniki na krew, rękawiczki ochronne, czy sztuczne zastawki serca – zauważa w swoim raporcie na temat wykorzystania tworzyw sztucznych stowarzyszenie PlasticsEurope.
Szczególnie szerokie zastosowanie w medycynie znajdują opakowania z tworzyw sztucznych, ponieważ wykazują wyjątkowe właściwości barierowe dla płynów, gazów i zanieczyszczeń, są tanie, lekkie, trwałe, przezroczyste i można je stosować w połączeniu z innymi materiałami.
W obecnych czasach tworzywa sztuczne stały się motorem postępu w medycynie. Ze względu na nieograniczoną wszechstronność nowoczesnych tworzyw sztucznych, przełomowe osiągnięcia medycyny, które jeszcze przed 50 laty były czymś niewyobrażalnym, postrzegane są dziś niemal jako coś oczywistego. Eksperci z PlasticsEurope zwracają jednak uwagę na fakt, że są one obecne w medycynie stosunkowo od niedawna. Dopiero w połowie ubiegłego stulecia lekarze zaczęli wykorzystywać je do wytwarzania implantów wszczepianych do organizmu człowieka. Z biegiem czasu odkryto jednak prawdziwy potencjał tworzyw sztucznych.
Obecnie polimery specjalne są stosowane w technologii medycznej na dużą skalę. Używane są do produkcji implantów ortopedycznych, które służą do wyprostowywania, wzmacniania np. ściany jamy brzusznej, korekty deformacji np. ostrogi kości piętowej czy poprawiania ruchomości stawów np. w obrębie stawu biodrowego.
Protezy z tworzyw sztucznych pomagają w przywróceniu normalnej pracy serca, nerek, uszu czy oczu. Mogą zastępować części ciała oraz spełniać ich podstawową funkcję. Wytwarzane z tworzywa sztucznego kapsułki na lekarstwa rozpuszczają się z określoną prędkością i uwalniają we właściwym czasie odpowiednią dawkę substancji czynnych. Wspomnieć tu można choćby o tym, że polimer na bazie kwasu winowego rozkłada się powoli i uwalnia substancje czynne przez dłuższy okres. Taki sposób dozowania leków pozwala uniknąć sytuacji, w której pacjent musi zażywać pigułki często i w dużych ilościach.
Tworzywa pomagają także w udrażnianiu naczyń krwionośnych. Tutaj PlasticsEurope przywołuje informację o tym, jak to w nowoczesnej chirurgii serca do niedrożnego naczynia krwionośnego wprowadzana jest cienka rurka zwana cewnikiem. Mały balonik, który nadmuchiwany jest przez drugi cewnik, przyciska złogi miażdżycowe do ściany naczynia i w ten sposób umożliwia swobodny przepływ krwi. Nie usuwa on jednak złogów. Dlatego też w chorej tętnicy umieszcza się mikrospiralę, której zadaniem jest wzmocnienie naczynia krwionośnego. Taka mikrospirala zbudowana jest z tworzywa sztucznego wyprodukowanego specjalnie na potrzeby medycyny. Zawiera on aktywne substancje, które po uwolnieniu powoli rozpuszczają płytkę miażdżycową. Po pewnym czasie mikrospirala sama ulega rozpuszczeniu.
Materiały polimerowe odgrywa kluczową rolę także w ratowaniu życia tych pacjentów, których tętnice nie mogą być leczone przy pomocy mikrospiral. Chory odcinek aorty jest usuwany, a powstałą lukę zamyka się elastyczną protezą z tworzywa sztucznego. W ten sposób funkcja najważniejszego dla życia ludzkiego naczynia zostaje w pełni przywrócona.
Z osiągnięć tworzyw korzystają też laryngolodzy i okuliści. W tym pierwszym przypadku osoby z ciężkim upośledzeniem słuchu mogą obecnie stosować implanty z tworzywa sztucznego, które przywrócą im słuch. Implant składa się z wielu części – mikrofonu, przekaźnika podłączonego do mikrokomputera noszonego przy ciele, stymulatora i wiązki 16 elektrod dla 16 różnych zakresów częstotliwości. Ponieważ aparat przetwarza impulsy akustyczne na impulsy elektryczne, omija uszkodzone komórki i bezpośrednio pobudza nerw słuchowy.
W okulistyce ważnym wynalazkiem stały się sztuczne rogówki. Uszkodzenia i chroniczne zapalenia oczu, jak np. oderwanie płatka rogówki, mogą spowodować zaburzenia wzroku. W przypadkach, gdy przeszczep nie daje większych szans na sukces, jedyną nadzieją jest zastosowanie protezy. Obecnie używa się sztucznych rogówek z silikonu. Taka sztuczna rogówka o grubości 0,3 – 0,5 milimetrów, charakteryzująca się doskonałymi właściwościami optycznymi, tzn. przezroczystością, elastycznością oraz biomechaniką porównywalną z naturalną rogówką, pozwala na odzyskanie wzroku przez pacjenta.
Wrażliwy na światło polimer może też pomóc w naprawie uszkodzonej siatkówki. W tym wypadku mogłoby się wydawać, że opracowanie protezy zastępującej oko nie jest niczym trudnym. Jednak połączenie elektroniki z układem nerwowym to trudna sprawa. W szczególności dotyczy to wszczepianych do oka implantów. Kontakt z metalem czy nieorganicznym półprzewodnikiem ma szkodliwy wpływ na komórki nerwowe, a z drugiej strony naturalne procesy obronne organizmu potrafią niszczyć precyzyjny sprzęt.
Z tego też względu naukowcy umieścili komórki nerwowe na powierzchni elastycznego, organicznego półprzewodnika - światłoczułego polimeru, podobnego do stosowanego w niektórych ogniwach słonecznych. Komórki szybko rozrosły się i wytworzyły sieć tysięcy połączonych neuronów, co wskazuje na dużą biokompatybilność materiału. Co więcej, obecność komórek nie pogorszyła właściwości optycznych polimeru. Mógł być wykorzystany jako elektroda.
Można go uczulać tylko na określone barwy światła, co mogłoby pozwolić na opracowanie protezy dającej kolorowy obraz. Gdy kierowano krótkie impulsy światła na specyficzne fragmenty polimeru, tylko lokalne neurony reagowały wysyłając impulsy, co sugeruje, że materiał ma przestrzenną selektywność, niezbędną w przypadku sztucznej siatkówki. Na razie nie wiadomo jednak, czy wytwarzany prąd wystarczy do pobudzenia komórek nerwowych w oku.
