Origine e formulazione
Il polimero PHOx (Poly Hydroxy-Oxazolidone) nasce da un progetto di ricerca dell’Università di Liegi, guidato dalle chimiche Anna Pierrard e Christine Jérôme. Questa plastica termoplastica elastomerica si ottiene attraverso reazioni a base di anidride carbonica e dioli, eliminando la necessità di isocianati tipici dei poliuretani medici. L’impiego di materie prime più sostenibili riduce l’impatto ambientale della catena produttiva.
Compatibilità ematica e protezione antibatterica
Gli ingegneri biomedici Sofia Melo e Cécile Oury hanno valutato l’interazione di PHOx con il sangue. Le prove in vitro hanno mostrato una diminuzione dell’adesione piastrinica e un livello di attivazione della coagulazione inferiore a quello dei tradizionali poliuretani. Inoltre, PHOx ostacola l’adesione di microorganismi come lo Staphylococcus aureus, minimizzando il rischio infezioni su impianti cardiaci e vascolari.
Proprietà meccaniche e termiche
PHOx combina flessibilità e resistenza: il materiale mantiene elasticità sopra i 60 °C e resiste a temperature fino a 120 °C senza perdita di integrità. Il modulo di Young si attesta intorno a 25 MPa, con un’allungamento a rottura superiore al 200 %. Queste caratteristiche lo rendono adatto a dispositivi sottoposti a sollecitazioni cicliche, come valvole cardiache e anelli di sostegno vascolari.
Tecnologia di stampa 3D e personalizzazione
Grazie alla capacità di fondere e ricristallizzarsi più volte, PHOx è compatibile con processi di stampa a caldo layer-by-layer. Le temperature di estrusione variano tra 200 °C e 220 °C, con un piano di stampa mantenuto a circa 50 °C per garantire adesione ottimale. L’assenza di ventilazione forzata preserva la cristallinità e la finitura superficiale del pezzo. Il controllo digitale consente di realizzare geometrie complesse su misura di ogni paziente, abbattendo i tempi e i costi di produzione.
Applicazioni cliniche e casi d’uso
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Valvole e protesi cardiache personalizzate: il team del CHU di Liegi ha già prodotto prototipi di valvole a flusso unidirezionale testate in camere di simulazione emodinamica.
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Scaffolds per rigenerazione tissutale: strutture porose a gradiente di densità, studiate con l’Istituto di Biomateriali della Università di Maastricht, favoriscono la formazione di nuovo tessuto osseo.
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Cateteri e guide vascolari: la trasparenza di PHOx semplifica il monitoring radiografico durante il posizionamento.
Biocompatibilità e degradazione
Test su colture cellulari di fibroblasti e cardiomiociti non hanno evidenziato tossicità, né processi infiammatori elevati dopo impianto in modelli animali. Gli studi sul rateo di degradazione indicano un tempo di bioerosione compreso tra 6 e 18 mesi, regolabile modificando il rapporto tra monomeri alchilici e ossazolidoni.
Confronto con altri polimeri medici
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Rispetto ai poliuretani tradizionali, PHOx elimina i residui di monomeri tossici e semplifica il processo di vulcanizzazione.
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Rispetto al polilattide (PLA) e alle poliammidi, offre maggiore duttilità e resistenza allo strappo.
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Rispetto al PEEK e ad alcuni copolimeri fluorurati, lavora a temperature inferiori, riducendo i consumi energetici della produzione.
