La policaprolactona ( PCL ) es un poliéster sintético, semicristalino y biodegradable con un punto de fusión de aproximadamente 60 °C y una temperatura de transición vítrea de aproximadamente -60 °C. [2] [3] El uso más común de la policaprolactona es en la producción de poliuretanos especiales . Las policaprolactonas imparten buena resistencia al agua, aceite, solvente y cloro al poliuretano producido.
Este polímero se utiliza a menudo como aditivo para resinas a fin de mejorar sus características de procesamiento y sus propiedades de uso final (por ejemplo, resistencia al impacto ). Al ser compatible con una variedad de otros materiales, el PCL se puede mezclar con almidón para reducir su costo y aumentar la biodegradabilidad o se puede agregar como plastificante polimérico al cloruro de polivinilo (PVC).
La policaprolactona también se utiliza para entablillar, modelar y como materia prima para sistemas de creación de prototipos, como impresoras 3D de fabricación de filamentos fusionados .
La PCL se prepara mediante polimerización por apertura de anillo de ε-caprolactona utilizando un catalizador como el octoato estannoso . Se puede utilizar una amplia gama de catalizadores para la polimerización por apertura de anillo de la caprolactona. [4]
El PCL se degrada por hidrólisis de sus enlaces éster en condiciones fisiológicas (como en el cuerpo humano) y, por lo tanto, ha recibido mucha atención para su uso como biomaterial implantable . En particular, es especialmente interesante para la preparación de dispositivos implantables a largo plazo, debido a que su degradación es incluso más lenta que la del polilactido .
El PCL se ha utilizado ampliamente en implantes a largo plazo y aplicaciones de liberación controlada de fármacos. Sin embargo, cuando se trata de ingeniería de tejidos, el PCL sufre algunas deficiencias, como una tasa de degradación lenta, malas propiedades mecánicas y baja adhesión celular. La incorporación de cerámicas a base de fosfato de calcio y vidrios bioactivos al PCL ha producido una clase de biomateriales híbridos con propiedades mecánicas notablemente mejoradas, tasas de degradación controlables y una bioactividad mejorada que son adecuados para la ingeniería de tejidos óseos. [5]
La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) ha aprobado el PCL en aplicaciones específicas utilizadas en el cuerpo humano como (por ejemplo) un dispositivo de administración de medicamentos , sutura o barrera de adhesión . [6] El PCL se utiliza en el campo de rápido crecimiento de la estética humana tras la reciente introducción de un relleno dérmico de microesferas basado en PCL que pertenece a la clase de estimuladores de colágeno (Ellansé). [7]
A través de la estimulación de la producción de colágeno, los productos basados en PCL pueden corregir los signos del envejecimiento facial, como la pérdida de volumen y la flacidez del contorno, proporcionando un efecto natural inmediato y duradero. [7] [8] Se está investigando como un andamio para la reparación de tejidos mediante ingeniería de tejidos , membrana GBR . Se ha utilizado como bloque hidrofóbico de copolímeros de bloque sintéticos anfifílicos utilizados para formar la membrana vesicular de los polimerosomas .
Se han encapsulado diversos fármacos dentro de perlas de PCL para una liberación controlada y una administración dirigida de fármacos . [9]
En odontología (como el compuesto llamado Resilon), se utiliza como un componente de "protectores nocturnos" (férulas dentales) y en el relleno del conducto radicular . Funciona como la gutapercha , tiene propiedades de manipulación similares y para fines de retratamiento se puede ablandar con calor o disolver con solventes como el cloroformo. Al igual que la gutapercha, existen conos maestros en todos los tamaños ISO y conos accesorios en diferentes tamaños y conicidades disponibles. La principal diferencia entre el material de relleno del conducto radicular a base de policaprolactona (Resilon y Real Seal) y la gutapercha es que el material a base de PCL es biodegradable, [10] mientras que la gutapercha no lo es. Existe una falta de consenso en la comunidad dental experta en cuanto a si es deseable un material de relleno del conducto radicular biodegradable, como Resilon o Real Seal.
El PCL también tiene muchas aplicaciones en el mercado de aficionados, donde se lo conoce como Re-Form, Polydoh, Plastimake, NiftyFix, Protoplastic, InstaMorph, Polymorph, Shapelock, ReMoldables, Plastdude, TechTack o Friendly Plastic. Tiene propiedades físicas de un plástico muy resistente, similar al nailon, que se ablanda hasta alcanzar una consistencia similar a la de la masilla a solo 60 °C, lo que se logra fácilmente sumergiéndolo en agua caliente. [11] El calor específico y la conductividad del PCL son lo suficientemente bajos como para que no sea difícil manipularlo con la mano a esta temperatura. Esto lo hace ideal para el modelado a pequeña escala, la fabricación de piezas, la reparación de objetos de plástico y la creación rápida de prototipos donde no se necesita resistencia al calor. Aunque el PCL ablandado se adhiere fácilmente a muchos otros plásticos cuando está a una temperatura más alta, si se enfría la superficie, se puede minimizar la adherencia dejando la masa flexible.
Bacillota y Pseudomonadota pueden degradar PCL. [12] La cepa 26-1 de Penicillium sp. puede degradar PCL de alta densidad; aunque no tan rápidamente como la cepa ST-01 de Aspergillus sp. termotolerante. Las especies de Clostridium pueden degradar PCL en condiciones anaeróbicas .