Polyglykolsyre (PGA): Egenskaber, anvendelser og applikationer

Polyglykolsyre, også henvist som Polyglycolide eller PGA, er et simpelt, men holdbart fiber-baseret polymer, der første gang blev opdaget i 1954. Det stammer fra chitin, et biologisk materiale, der er ansvarligt for styrke og rigiditet i eksoskeletter hos vandlevende liv, såsom krabber og rejer, samt de tykke vægge hos svampevækst. PGA bruges primært som en resorberbar kirurgisk sutur; dog, på grund af den formbare kemiske struktur af den grundlæggende PGA-molekyl, er det fulde udbytte af anvendelser for denne forbindelse endnu ukendt.

Anvendelser

Den mest velkendte anvendelse af PGA er som en resorberbar medicinsk sutur. En resorberbar sutur betyder, at materialet, der bruges til at lukke et sår, ikke behøver at fjernes, da det vil opløse i det omgivende væv. De rige, men naturlige egenskaber ved PGA gør det til en ideel resorberbar sutur; det bruges almindeligt til at lukke indre snit under bariatrisk, abdominal og hjertkirurgi. Dens succes som sutur har også ført til udviklingen af andre PGA-baserede medicinske implantater, såsom midlertidige pinde, plader, stænger og forbindelsesringe. Der er også potentiale for, at PGA i netform kan fremme feltet syntetisk vævsingeniørarbejde.

Potentiale

En af de vigtigste aspekter af PGAs potentiale er evnen til at tilføje ekstra kemiske kæder til den grundlæggende polyglykoliske forbindelse. Det betyder, at yderligere egenskaber kan integreres i den grundlæggende resorberbare fiber-sammensætning af forbindelsen, hvilket øger dens anvendelsesområde. Noget forskning er allerede udført med hensyn til tilføjelse af sidekæder, hvilket resulterer i varieret elasticitet, levetid og styrke af suturer og andre enheder.

Oprettelse og nedbrydning

PGA fremstilles mest almindeligt fra processen med polymerisering af glykolsyre, som involverer brug af zink-baserede forbindelser til at katalysere en reaktion mellem et polymer og en natrium-baseret syre. Natriumklorid, også kendt som bord-salt, er et biprodukt af reaktionen og kan nemt fjernes fra de resulterende PGA-fibre. Over tid kan PGA brydes ned af forskellige biologiske enzymer og vil til sidst degradere til de simple og ikke-toxiske komponenter glykolsyre, vand og kuldioxid. Inde i menneskekroppen vil det tage fire til seks måneder for PGA at blive helt absorberet.

Fysiske egenskaber

Som en kemisk forbindelse har polyglykolsyre flere distinkte fysiske egenskaber, der understøtter dens brug som et resorberbart medicinsk værktøj. Først, og måske vigtigst, på grund af sin krystalin struktur, er PGA vanduoopløselig, hvilket betyder, at det ikke vil disintegration i menneskekroppen. Dog øges fleksibiliteten af PGA-fibre, når de er våde, hvilket tillader, at de nemt kan formes. Anden er smeltepunktet for PGA estimeret til at ligge mellem 225 og 230 grader Celsius, langt over endda den højeste temperatur mulig i menneskekroppen. En sidste vigtig fysisk egenskab af PGA er den fleksible rigiditet af fiberne, som tillader dem en grad af bevægelse, mens de stadig opretholder en fast form.

Fordele

Materialer lavet af polyglykolsyre er at foretrække frem for standard, ikke-biologisk nedbrydelige kirurgiske alternativer på grund af de mange fordele, de giver. En stor fordel ved PGA-suturer er, at de understøtter hurtigere sårheling end traditionelle syntetiske suturer, der kan forsinkede eller endda sætte i fare korrekt heling. Ligeså er enzym-reaktionen, der sker mellem væv og PGA, fornøjelig og producerer ingen adverse effekter for såret eller det omgivende væv. Desuden, da de absorberes i det omgivende væv, er der ikke behov for yderligere at traumatisere området med deres fjernelse.