Entwicklung eines reaktiven Extrusionsprozesses zur ...

3 Grundlagen zu Synthese und Eigenschaften von Polyesteramiden 19
funktionalisierung verbessert werden.
3.6 Degradationsverhalten
Die biologische Abbaubarkeit von thermoplastischen Polyesteramiden wurde bei der Pa-
tentierung von BAK ® untersucht und bestätigt [TDK94]. An dieser Stelle wird daher auf
PEA als Biomaterial und dessen Degradationsverhalten für intrakorporale Anwendungen
(z. B. Implantate) eingegangen, da PEA aufgrund ihres Abbaumechanismus zunehmendes
Interesse für medizintechnische Produkte wecken. Typische Materialien, die bisher Ein-
satz im und am Körper finden, sind beispielsweise Polylactid (PLA), Polyglykolid (PGA)
und deren Copolymere. Die Biokompatibilität der bislang verwendeten Materialien ist
im Allgemeinen gut, so dass Komplikationsraten bei den meisten Anwendungen niedrig
gehalten werden können. Solange die polymeren Werkstoffe nicht degradieren, weisen
sie eine ausgezeichnete Gewebeverträglichkeit auf. Durch den hydrolytischen Abbau
können jedoch saure Abbauprodukte entstehen, die in das Gewebe teilweise in hoher
Konzentration freigesetzt werden. Dies kann zu inflammatorischen und nichtgewollten
Körperreaktionen führen. [CI02, Gar10] Laut medizinischen Studien [CI02] treten diese
Reaktionen häufiger auf, je schneller die Degradation abläuft, je größer die Implantat-
und damit die Werkstoffoberfläche ist, je kristalliner das Polymer ist und je schlechter
der Ort der Implantation durchblutet wird. [CI02]
Im Gegensatz zu den klassisch eingesetzten Polyestern wie Polylactid, die nach dem Prin-
zip der bulk erosion/degradation degradieren, weisen PEA einen anderen Abbaumechanis-
mus, die sogenannte surface erosion/degradation auf (s. Abb. 3.6). Bei der bulk erosion
erfolgt eine unspezifische Hydrolyse, die vornehmlich bei der Polyesterhydrolyse auftritt.
Darüber hinaus führen autokatalytische Reaktionen zu einem Abbau des Polymers, auch
von innen heraus, so dass eine plötzliche Freisetzung von sauren Abbauprodukten in
hoher Konzentration erfolgt und zu einer lokalen Übersäuerung führt. Im Gegensatz zur
enzymatischen surface erosion ist die bulk erosion unabhängig von der Oberfläche, da
diese, bei dieser Art der Degradation, länger erhalten bleibt. Bei der surface erosion
hingegen werden fortlaufend Abbauprodukte freigesetzt. Dieser Abbaumechanismus ist
für den Körper deutlich verträglicher, da er kontinuierlich nur kleine Mengen an Abbau-
produkten wie beispielsweise Säure abbauen muss. [VLSG92, Gar10, TBS + 96, RGFP11]
Insbesondere von der Hydrolysegeschwindigkeit hängt die lokale Änderung des pH-Werts
beim Abbau des Werkstoffs ab, der wiederum Einfluss auf unerwünschte Entzündungsre-
aktionen hervorrufen kann. Bei PLA lässt sich beispielsweise eine sprunghafte Änderung