Biomateriale si Biocompatibilitatea acestora cuOrganismul UmanAcest curs prezinta Biomateriale si Biocompatibilitatea acestora cu Organismul Uman.In acest PDF poti vizualiza cuprinsul si bibliografia (daca sunt disponibile) si aproximativ doua pagini dindocumentul original.Arhiva completa de pe site contine un fisier, intr-un numar total de 17 pagini.Fisierele documentului original au urmatoarele extensii: doc.

Extras1. NOŢIUNI FUNDAMENTALE

Ştiinţa biomaterialelor este „ştiinţa care se ocupă cu interacţiunile dintre organismele vii şi materiale”, iarbiomaterialele ca fiind „orice substanţă sau combinaţie de substanţă, de origine naturală sau sintetică,care poate fi folosită pe o perioadă de timp bine determinată, ca un întreg sau ca o parte componentă aunui sistem care tratează, grăbeşte, sau înlocuieşte un ţesut, organ sau o funcţie a organismuluiuman”(Williams 1992).

Astfel s-a născut ştiinţa biomaterialelor cu un vocabular medical şi ştiinţific îmbogăţit de noi termeni,destinaţi definirii interacţiunii între un organism viu si un material.

Ortopedia, chirurgia estetica, oftamologia, chirurgia maxio-facială, cardiologia, urologia si neurologia şipractic toate specialităţile medicale nu numără mai puţin de 400 de produse diferite şi 10% din activităţilemedicale necesită utilizarea de biomateriale în scopuri de: diagnosticare, prevenţie şi terapie (figura 1).

Din categoria biomaterialelor folosite pentru realizarea implanturilor şi a dispozitivelor medicale fac parteurmătoarele materiale: polimerii, metalele, ceramicele şi compozitele. O gamă largă de polimeri sefolosesc în aplicaţiile medicale, aceasta datorându-se faptului că aceştia se găsesc sub diferite formecomplexe şi compoziţii (solide, fibre, fabricate, filme şi geluri). Totuşi în cazul implanturilor folosite laprotezarea articulaţiilor aceste materiale se folosesc mai puţin datorită faptului că nu îndeplinesc întotalitatea proprietăţile mecanice ce se necesită în astfel de cazuri.

Metalele sunt unele dintre cele mai folosite biomateriale în cazul implanturilor ortopedice, şi nu numai.Acestea sunt cunoscute pentru rezistenţa mare la uzură, ductibilitate şi duritate ridicată. Cel mai desfolosite metale pentru realizarea implanturilor sunt oţelurile inoxidabile, aliajele de cobalt-crom-molibden,titanul şi aliajele de titan. Titanul şi aliajele acestuia sunt folosite cu precădere la realizarea implanturilorortopedice datorită faptului că proprietăţile mecanice ale acestuia sunt asemănătoare cu cele ale ţesutuluiosos.

Principalele dezavantaje al acestor metale sunt rigiditatea ridicată pe care o au în comparaţie cu ţesuturilegazdă, precum şi tendinţa acestora de a crea artefacte în cazul procedeelor de diagnosticare avansate(investigarea cu computerul tomografic şi rezonanţă magnetică).

De asemene, oţelurile inoxidabile şi aliajele de cobalt cu crom sunt predispuse la coroziune, eliberând înorganism ioni metalici ce pot cauza reacţii alergice (Speide şi Uggowitzer, 1998).

Ceramicele sunt, de asemenea, foarte des întâlnite în aplicaţiile medicale datorită unei biocompatibilităţibune cu ţesutul gazdă, o rezistenţă ridicată la compresiune şi coroziune.

Figura 1 Aplicaţii ale biomaterialelor în medicină.

2. CLASIFICAREA BIOMATERIALELOR

Există trei tipuri de biomateriale ce se disting după interacţiunea lor cu mediul biologic:

- materiale bioinerte,

- materialele bioabsorbante,

- materiale bioactive.

Materialele bioinerte cum ar fi titanul, tantalul, polietilena şi alumina, expun o foarte mică interacţiunechimică cu ţesuturile adiacente. Ţesuturile pot adera la suprafaţa acestor materiale inerte fie princreşterea acestora în microneregularităţile suprafeţei (osteointegrare) fie prin folosirea de adeziv special(acrilat). Pe termen lung, acesta din urmă nu este modul ideal de fixare a implanturilor, de regulă celeortopedice şi stomatologice. Cu toate acestea, multe din implanturile polimerice sunt considerate a fisigure şi eficace pe o perioadă cuprinsă între câteva luni şi câţiva ani. Reacţia biologică este inevitabilă,dar este compensată de modul de proiectare a implanturilor.

Materialele bioabsorbante cum ar fi fosfatul tricalcic, acidul copolimeric polilactic-poliglicolic, chiar şi unelemetale, sunt astfel concepute încât acestea să poată fi uşor absorbite de organism şi înlocuite deţesuturile adiacente (ţesutul osos sau pielea). Acest tip de materiale sunt folosite în cazul transportului demedicamente sau în cazul structurilor implantabile biodegradabile cum ar fi aţa chirurgicală.

Din categoria materialele bioactive fac parte materialele sticloase, ceramicele, combinaţiile alematerialelor sticloase cu ceramicele şi hidroxiapatita care conţine oxizi de silicon (SiO2), sodiu (NaO2),calciu (CaO), fosfor (P2O5) şi alţi constituenţi de materiale care ajută la formarea de legături chimice cuţesutul osos. Aceste materiale sunt bioactive datorită legăturilor pe care acestea le realizează în timp cuţesutul osos şi în unele cazuri cu ţesutul moale. În particular, are loc o reacţie de schimb de ioni întrematerialul bioactiv şi lichidele corpului, prin care particule de material difuză în lichid şi viceversa,rezultând în timp, un strat biologic activ de fosfat de calciu, care este chimic şi cristalografic echivalent custructura osoasă. De asemenea, materialele bioactive par să fie răspunsul ideal în cazul fixării oaselor înurma fracturilor, dar nu sunt potrivite în cazul implanturilor de articulaţii, acolo unde gradul de frecaredintre materialele în contact este foarte mare.

În funcţie de natura biomaterialelor întâlnim:

- biomateriale naturale (materiale biologice):

- organice,

- anorganice;

- biomateriale sintetice:

- metalele,

- polimerii,

- ceramicele,

- compozitele.

În ultima decadă se pune tot mai mult accent pe înlocuirea materialelor sintetice utilizate în medicinaumană şi veterinară cu materiale biosintetice (bioartificiale). Aceste materiale conţin cel puţin ocomponentă naturală care are scopul de a mări gradul de biocompatibilitate al materialului respectiv şi dea grăbi procesul de vindecare.

Componenta naturală a materialelor bioartificiale poate fi o proteină (colagen, fibronectina, elastina), unpolizaharid din clasa glicozaminoglicanilor (condroitin sulfat, heparină, heparan sulfat, acid hialuronic), osecvenţă peptidică cu rol în recunoaşterea celulară sau în procesul de adeziune. Aceste componente suntcel mai adesea macromolecule ale matricei extracelulare ale ţesuturilor cu care materialele intră încontact şi care sunt implicate în procesele de vindecare.

2.1 Biomateriale metalice

Proprietăţile materialelor sunt guvernate direct chiar de structura lor. La nivel atomic, metalele suntformate din ioni pozitivi, aflaţi în interiorul norului de electroni liberi. Acest nivel atomic este responsabilpentru caracteristicile şi proprietăţile distincte ale metalelor. Legăturile metalice permit atomilor să seautoaranjeze într-o anumită ordine, să se repete şi să se organizeze într-un model cristalin tridimensional.Electronii liberi sunt responsabili pentru proprietăţile electrice şi de conductibilitate termică a metalelor.Datorită faptului că legăturilor interatomice din structura metalelor nu sunt spaţial orientate, atomii aflaţiila capătul straturilor pot aluneca de pe un strat pe altul dând astfel naştere deformaţiei plastice.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Documentul complet de 17 pagini il poti citi daca il descarci din Biblioteca.RegieLive.ro

Imagini din documentul complet:

Mai multe detalii se gasesc in pagina documentului din Biblioteca.RegieLive.ro