Monomeri

Monomeri per materiali dentali, per lenti a contatto, per la guarigione delle ferite e per filler a uso cosmetico

I monomeri utilizzati per applicazioni dentali sono caratterizzati da biocompatibilità, resistenza all’usura e durevolezza il che li rende ideali per l’impiego in adesivi e compositi dentali finalizzati alle procedure restaurative. L’ossido di etilene è un monomero fondamentale per la produzione di glicole polietilenico (PEG) e di ossido di polietilene, a loro volta impiegati in dispositivi medici, impianti dentali, biosensori, applicazioni diagnostiche, lenti a contatto oftalmiche e rivestimenti ottici. 

I monomeri acrilici e metacrilici come il triacrilato di 1,1,1-trimetilolpropano, il trimetacrilato di 1,1,1-trimetilolpropano, il trimetacrilato di 1,1,1-trimetiloletano, il dimetacrilato di etilenglicole e il dimetacrilato di trietilenglicole, trovano largo impiego nelle applicazioni dentali per le loro proprietà adesive e di polimerizzazione.

Monomeri per lenti a contatto

Il dimetacrilato di etilenglicole e l’1-vinil-2-pirrolidone sono impiegati per facilitare il rilascio prolungato del timololo e dell’acido ialuronico nel trattamento del glaucoma. Nella formulazione delle lenti a contatto, l’acrilato di 2-etilesano funge da modificatore dell’adesività, aumentandone comfort e prestazioni.

Monomeri per la guarigione delle ferite e per filler a uso cosmetico

L’1,4-butandiolo diglicidil etere trova impiego quale agente di crosslinking ai fini della guarigione delle ferite, specialmente in gel e bende a base di acido ialuronico (HA), ma anche nella preparazione di idrogeli di eparosan reticolato utilizzati nei filler dermici iniettabili.

Idrogeli

Gli idrogeli sono formati da monomeri idrofili e/o monomeri idrofobi. I monomeri idrofili sono essenziali per conferire agli idrogeli la capacità di assorbire l'acqua, mentre i monomeri idrofobi possono migliorare l'integrità strutturale e controllare il rigonfiamento del gel. Potendo trattenere l’umidità e creare un ambiente biocompatibile, i monomeri idrofili sono ideali per le lenti a contatto, i dispositivi oftalmici, i sistemi di drug delivery, le bende per la cura delle ferite e per gli scaffold utilizzati in applicazioni di ingegneria tissutale.

Monomeri per la produzione di polimeri

I monomeri sono building block fondamentali per la produzione dei polimeri, macromolecole formate dalla ripetizione di unità strutturali. Dalla scelta dei monomeri dipendono le proprietà fondamentali del polimero, come resistenza meccanica, flessibilità, stabilità termica e resistenza chimica. 

Monomeri per rivestimenti e adesivi

I monomeri sono fondamentali nella formulazione di rivestimenti e adesivi in grado di offrire prestazioni personalizzate. I monomeri acrilici sono impiegati in pitture e rivestimenti a base acquosa cui conferiscono durabilità e resistenza agli UV. I monomeri epossidici sono noti per la loro capacità di formare legami molto forti con una varietà di materiali e per la loro resistenza chimica, il che li rende ideali nella formulazione di adesivi e rivestimenti destinati al settore delle costruzioni e dell’automotive. Infine, nelle applicazioni oftalmiche sono necessari monomeri capaci di assorbire gli UV che ne incrementano la protezione e le prestazioni.

Rivestimenti dei dispositivi oftalmici

I bloccanti anti-UV impiegati nel settore oftalmico sono materiali o rivestimenti specializzati progettati per assorbire o riflettere le radiazioni ultraviolette (UV), proteggendo gli occhi dalla dannosa esposizione ai raggi UV. Questi filtri sono essenziali in numerosi prodotti oftalmici, tra i quali gli occhiali da sole, le lenti a contatto e quelle intraoculari. Un esempio degno di nota è il monomero 2-(4-benzoil-3-idrossifenossi)etil acrilato, impiegato nelle lenti a contatto come rivestimento anti-UV.

Monomeri nella sintesi di nanomateriali

I monomeri rivestono un ruolo fondamentale nella sintesi di nanomateriali, tra cui anche nanoparticelle con proprietà uniche, ampiamente utilizzate in applicazioni di drug delivery, di imaging medico e nei sensori, dove offrono funzionalità avanzate alla nanoscala.

Monomeri per polimeri intelligenti

I monomeri possono andare incontro a polimerizzazione dando origine a polimeri intelligenti che mostrano proprietà di risposta agli stimoli. Tali monomeri vengono ideati in modo da reagire a stimoli esterni come temperatura, pH, luce o campi elettrici.

Un monomero molto utilizzato per la sintesi di polimeri termoresponsivi è l’N-isopropilacrilammide (NIPAM) che, quando riscaldato al di sopra della temperatura di soluzione critica inferiore (LCST), subisce una transizione da uno stato idrofilo a uno idrofobo. Allo stesso modo i monomeri di acido acrilico polimerizzano formando polimeri sensibili al pH, che si rigonfiano o si restringono a seconda dell’acidità o della basicità dell’ambiente.

Polimeri termoresponsivi

La poli(N-isopropilacrilammide) (PNIPAM) è un polimero termoresponsivo ampiamente utilizzato nei biosensori per la rilevazione di analiti dipendente dalla temperatura. Essa consente il rilascio controllato di molecole segnale o di reagenti una volta raggiunta una determinata temperatura, incrementando le prestazioni e la sensibilità del sensore.

Polimeri sensibili al pH

Polimeri responsivi al pH sono utilizzati in sistemi di drug delivery in cui rilasciano il loro payload in condizioni di pH ben precise. Si ricorre a polimeri responsivi al pH, come l’acido poli(acrilico), anche nei biosensori per rilevare variazioni di pH, che possono indicare la presenza di biomolecole (es, glucosio o lattato) o riflettere lo stato di un ambiente biologico, come un’infezione.

Ancora, polimeri sensibili al pH sono impiegati in materiali per la cura delle ferite, tra i quali bende intelligenti che rispondono a variazioni del pH nell’ambiente della ferita. Al variare dei livelli di pH in risposta a un’infezione o a un processo di guarigione, questi materiali possono gonfiarsi, adattare le loro proprietà per mantenere un livello di umidità ottimale o rilasciare agenti terapeutici in base alle necessità.

Monomeri bio-based

I monomeri bio-based sono composti organici derivati da fonti biologiche rinnovabili come vegetali, animali e microrganismi e non da combustibili fossili. Questi monomeri contribuiscono allo sviluppo di polimeri biodegradabili e biocompatibili, promuovendo la sostenibilità e riducendo l’impatto ambientale rispetto ai polimeri tradizionali di derivazione petrolchimica. L’acido polilattico (PLA) è un polimero biodegradabile ampiamente utilizzato, comunemente presente negli imballaggi e nei prodotti usa e getta. Polimeri biocompatibili come il polietilene e il poli(metil metacrilato) (PMMA) trovano impiego in impianti, protesi e in applicazioni di ingegneria tissutale.