Irradiacion de polímeros con haces de iones y sus aplicaciones biomédicas

G. GARCÍA BERMÚDEZ; C. R. ARBEITMAN; M. F, DEL GROSSO; M. BEHAR

Gramados

Encuentro; VII Encontro Sul Americano de Colisiones Inelasticas na Materia; 2014

Los iones pesados depositan una alta densidad de energía en un rango de solo unos pocos micrones e inducen cambios físico-químicos muy complejos a lo largo de su camino. Uno de estos efectos es la formación de centros o semillas de crecimiento de otros polímeros proceso denominado polimerización por injerto (Grafting). Este efecto como función de la fluencia presenta un máximo el cual puede ser interpretado como debido a la interferencia producida por dos zonas distintas. Una central o núcleo que presenta una gran cantidad de defectos de alrededor de 3-5 nm de radio y otra mayor de hasta 100 nm de radio denominada penumbra producida por los electrones emitidos. Las dimensiones de ambas zonas dependen fuertemente del tipo y energía del ión incidente. Estudios posteriores en polietileno, utilizando espectroscopia de infrarrojo, mostraron que estructuras del tipo C=C (doble enlace de carbono) y entrecruzamiento de cadenas (crosslinking) a mayor profundidad también muestran una intensidad máxima en función de la fluencia. El análisis de estas fluencias en la cual se maximiza un dado efecto físico-químico, en función del la energía depositada (stopping power) resulta estar altamente correlacionados entre si. Con el objeto de modelar este efecto se realizó un programa de simulación Monte Carlo y un análisis probabilístico [1] de los datos experimentales. La correlación energía-fluencia constituye una herramienta de gran utilidad para el investigador ya que predice el rango de fluencias óptimas a explorar para producir un cierto efecto. Luego de analizar el endurecimiento del polietileno de alto peso molecular (UHMWPE) utilizado en prótesis médicas se irradiaron polímeros biodegradables para favorecer el crecimiento celular. Este estudio interdiciplinario involucra la medición de la adhesión, proliferación y morfología de células endoteliales sobre poliláctico (PLLA). El estudio mostró que la proliferación celular es máxima para determinadas fluencias y que además depende de la densidad de energía depositada. De esta forma se logra el crecimiento de una monocapa de células endoteliales sobre un soporte o estructura que se degrada en contacto con medios biológicos [3].