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 confieren al poliuretano producido una buena resistencia al agua, al aceite, a los disolventes y al cloro.
Este polímero se utiliza a menudo como aditivo para resinas para 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 fundidos .
La PCL se prepara mediante polimerización con apertura de anillo de ε-caprolactona utilizando un catalizador como el octoato estannoso . Para la polimerización con apertura de anillo de caprolactona se puede utilizar una amplia gama de catalizadores. [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 de larga duración, debido a su degradación que es incluso más lenta que la de la polilactida .
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, la PCL adolece de algunas deficiencias, como una tasa de degradación lenta, propiedades mecánicas deficientes y una baja adhesión celular. La incorporación de cerámicas a base de fosfato de calcio y vidrios bioactivos en PCL ha producido una clase de biomateriales híbridos con propiedades mecánicas notablemente mejoradas, tasas de degradación controlables y bioactividad mejorada que son adecuados para la ingeniería de tejido óseo. [5]
PCL ha sido aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) 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 la estética humana en rápido crecimiento tras la reciente introducción de un relleno dérmico de microesferas a base de PCL que pertenece a la clase de estimuladores de colágeno (Ellansé). [7]
A través de la estimulación de la producción de colágeno, los productos a base de PCL son capaces de corregir los signos del envejecimiento facial como la pérdida de volumen y la laxitud del contorno, aportando un efecto natural inmediato y duradero. [7] [8] Se está investigando como armazón para la reparación de tejidos mediante ingeniería de tejidos , membrana GBR . Se ha utilizado como bloque hidrófobo de copolímeros de bloque sintéticos anfifílicos utilizados para formar la membrana vesicular de los polimerosomas .
Se han encapsulado una variedad de fármacos dentro de perlas de PCL para su liberación controlada y administración de fármacos dirigida . [9]
En odontología (como el composite denominado Resilon), se utiliza como componente de "guardias nocturnas" (férulas dentales) y en el empaste de conductos radiculares . Funciona como gutapercha , tiene propiedades de manipulación similares y, para fines de retratamiento, se puede ablandar con calor o disolver con disolventes como el cloroformo. Al igual que la gutapercha, hay conos maestros en todos los tamaños ISO y conos accesorios en diferentes tamaños y conos disponibles. La principal diferencia entre el material de obturación 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 sobre si es deseable un material de obturación de conducto radicular biodegradable, como Resilon o Real Seal.
PCL también tiene muchas aplicaciones en el mercado de aficionados, donde se le 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 obtener una consistencia similar a una 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 manualmente a esta temperatura. Esto lo hace ideal para modelado a pequeña escala, fabricación de piezas, reparación de objetos de plástico y 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 temperaturas más altas, si se enfría la superficie, la pegajosidad se puede minimizar y al mismo tiempo dejar la masa flexible.
Bacillota y Pseudomonadota pueden degradar el PCL. [12] Penicillium sp. la cepa 26-1 puede degradar el PCL de alta densidad; aunque no tan rápidamente como el termotolerante Aspergillus sp. cepa ST-01. Las especies de Clostridium pueden degradar el PCL en condiciones anaeróbicas .