Biomateriaalit

Mitä ovat biomateriaalit?

Se biomateriaalit, tunnetaan myös bioyhteensopivat materiaalit, Ne määritellään minkä tahansa aineen tai aineiden yhdistelmäksi, luonnollisiksi tai synteettisiksi, joita voidaan käyttää biologisessa järjestelmässä tietyn ajan ja tietyn toiminnon kanssa.

Termiä käytetään laajasti lääketieteen alalla terapeuttisiin tai diagnostisiin tarkoituksiin käytettyjen materiaalien määrittelemiseen, ja se tunnustetaan laajasti myös biologisten ja kemiallisten tieteiden alalla sekä materiaalitekniikassa.

Lähitulevaisuudessa 3D -tulostimet tulostavat elimiä

Biomateriaalien soveltaminen lääketieteessä on erittäin laaja, ja näiden materiaalien ansiosta tällä alalla on kokenut tärkeitä edistysaskeleita, mikä mahdollistaa ihmisten elämänlaadun huomattavia parannuksia verrattuna aikaisempiin aikoihin verrattuna.

Samoin näillä materiaaleilla on myös sovelluksia muilla terveystieteiden aloilla, kuten hammaslääketiede, hoitotyö ja eläinlääkäri. Erityisesti lääketieteellisissä biomateriaaleissa käytetään tällä hetkellä:

• Korvaa jäsenet, kudos- ja kehon alueet.
• Korjaa ja hoita luiden murtumia.
• Korjaa ja vaihda hammaslääkärit.
• Auta koe ja visio.
• Paranna haavoja, suorita leikkauksia, tuo aineet keholle.
• "Paranna kehon ulkonäköä" esteettisten leikkausten kautta.
• Paranna joidenkin elinten toimintoja.
• Korjaa poikkeavuutta.

On tärkeää selventää, että biomateriaalit tai biologisesti yhteensopivat materiaalit eroavat biologisista materiaaleista, joita tuottavat elävät biologiset järjestelmät (iho, rusto, luu, valtimot jne.) ja koostuvat yleensä soluista tai solutuotteista.

Biomateriaalien ominaisuudet

Bioimpressor, joka kykenee tulostamaan eläviä elimiä. Lähde: андрей иьин, CC0, Wikimedia Commons

Biomateriaaleilla on monia ominaisuuksia ja seuraavassa luettelossa vain jotkut niistä on ryhmitelty:

- Ne ovat luonnollisia tai keinotekoisia aineita (synteettinen).

- Ne ovat systeemisesti ja farmakologisesti inerttejä, mikä tarkoittaa, että niiden ei pitäisi aiheuttaa vastetta kehossa ja että ne eivät vaikuta negatiivisesti heidän kudoksiinsa.

- Ne ovat erityisiä ja huolellisesti suunniteltuja sisällytettäväksi tai istutettavaksi elävään olennoon.

- He pystyvät olemaan läheisessä yhteydessä eläviin kudoksiin (lihakset, luu, veri, kehon nesteet jne.) Näkemättä niiden ominaisuuksia (riippuen siitä, mihin ne on suunniteltu).

- Niitä käytetään korvaamaan ihmiskehon osien.

Se voi palvella sinua: Winograsky -sarake

- Niitä käytetään erilaisten sairauksien ja haavojen (ompeleet, katetrit, neulat, lautaset jne. Hyödyntämiseen jne.-A.

- Niitä käytetään myös diagnostisten ja tallennussovellusten kanssa.

- Biomateriaalin tyypistä riippuen niitä käytetään muuttuviin ajanjaksoihin.

- Ne voivat olla metallisia, keraamisia, polymeerisiä tai yhdistettyjä (yhdisteitä).

Biologinen yhteensopivuus

Yksi näiden materiaalien erityisominaisuuksista on epäilemättä biologista yhteensopivuutta, joka määritellään joidenkin materiaalien laaduna biologisen järjestelmän positiivisten vasteiden tuottamiseksi, jonka kanssa ne ovat kosketuksissa tiettyjen toimintojen toteuttamiseksi.

Tämä laatu ei ole vain biologisen näkökulman perusteella, vaan myös kemiallinen ja mekaaninen ominaisuus, joka suosii näiden materiaalien vuorovaikutusta elävien järjestelmien kanssa.

Yleensä näihin biomateriaaleihin liittyy tiukkoja testejä ja standardointeja, melkein aina riippuen ajasta ja kudoksista, joiden kanssa ne ovat mahdollisesti kosketuksissa, jotta vältetään biologisen järjestelmän hylkääminen.

Biomateriaalit

Ajan myötä tieteen, lääketieteen ja materiaalitekniikan kehityksen ansiosta uusien biomateriaalien kehitys on ollut yhä enemmän.

Erityyppisten biomateriaalien yleisimmin hyväksytty luokittelu harkitsee 4 ryhmää, jotka on erotettu niiden kemiallisten ja rakenteellisten ominaisuuksien mukaan: polymeerit, metallit, keramiikka ja yhdisteet.

Metallibiomateriaalit

Ne ovat biomateriaaleja, jotka koostuvat yhdestä tai useammasta metallisesta elementistä, kuten rautaryhmän (Fe), nikkeli (NI), alumiini (al), kuparin (Cu), sinkki (Zn) ja titaani (TI), sekoitettuna pienten kanssa pieniin Määrät muita ei -metallisia elementtejä, kuten hiili (c), typpi (n) ja happi (O).

Metallibiomateriaaleissa tai seoksissaan atomit on hyvin järjestetty, yhdistyneiden keskenään houkuttelevien sähköstaattisten voimien ansiosta negatiivisesti ladattujen elektronisten pilvien ja positiivisesti ladattujen metalli -ionien välillä, ikään kuin vapaat elektronit toimisivat "liimana".

Näin ollen näille materiaaleille on ominaista olla hyviä sekä lämmön että sähkön johtimia sekä niiden kovuutta ja taipuisuutta.

Voi palvella sinua: prionit

Ne kärsivät kuitenkin korroosioongelmista, kun ne altistetaan kosteudelle, suolavedelle, maalle ja eläville kudoksille, koska metalli -ionit reagoivat spontaanisti hapen, vedyn ja suolojen kanssa metallioksidien muodostamiseksi. Tästä syystä sen kestävyys ja työllisyys riippuu sen korroosionkestävyydestä.

Näille materiaaleille on annettu useita käyttötarkoituksia ihmiskehon ongelmien ratkaisemiseksi:

• Hammaslääkärit.
• Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit luun kiinnittämiseen.
• Titaanin liittolaisista valmistettu sydämentahdistimen kansi.
• Stentti sepelvaltimo, joka on valmistettu titaanista ja nikkelistä.
• Täydellinen lonkkaproteesi, joka on tehty kobolttiyhdistyksestä.
• Muiden joukossa.

Polymeeriset biomateriaalit

Nämä ovat materiaalit, luonnolliset tai synteettiset, orgaaniset tai epäorgaaniset, jotka muodostuvat useilla toistuvilla molekyylien toistuvilla yksiköillä ja ovat ehkä niitä, joita yleisimmin käytetään lääketieteessä.

Hyviä esimerkkejä ovat nylon, polyeteeni, polykarbonaatti, kloridipolyvinyyli (PVC), polystyreeni ja silikoni.

Ne ovat yleensä pieniä reaktiivisia aineita monissa olosuhteissa: niillä on vähän sähkönjohtavuutta eivätkä ole magneettisia. Ne eroavat metallisista biomateriaaleista monissa ominaisuuksissa, etenkin joustavuutensa ja pehmeyden suhteen, joten ne voivat omaksua eri muodot.

Biomateriaalit on tehty kosketuslinssejä

Suhteellisen korkeissa lämpötiloissa näillä materiaaleilla on kuitenkin taipumus pehmentää ja/tai hajottaa tai hajoaa, joten tätä näkökohtaa pidetään niiden käytön yhteydessä eri tarkoituksiin.

Yleisimpien sovellusten joukossa ovat piilolinssit, lateksikirurgiset käsineet ja kirurgiset ompeleet.

Keraamiset biomateriaalit

Ne ovat pohjimmiltaan epäorgaanisia materiaaleja, ne koostuvat metallisista ja ei -metallisista elementeistä, kuten oksideista, nitridistä, karbideista, suoloista jne. Heillä voi olla täysin tai osittain kiteinen rakenne, vaikka ne voivat olla myös täysin amorfisia.

Nämä materiaalit ovat yleensä lämpö- ja sähköeristeitä, koska niillä ei yleensä ole suurta määrää kuljettajan elektroneja. Ne ovat myös inerttejä ja korroosionkestäviä kuin metallit. Ne voivat kuitenkin olla alttiita huonontumiseen tietyissä olosuhteissa.

Voi palvella sinua: aivotbrosidit

Ne ovat yleensä erittäin jäykkiä ja kovia, vaikkakin huomattavasti herkempiä tai hauraita kuin metallit.

Keramiikan tärkeimpiä lääketieteellisiä sovelluksia ovat korjaavat linssit, hammasimplantit, osa hip -korvaavista proteeseista, luiden keraamiset telineet.

Biomateriaalit

Nämä ovat biomateriaalit, jotka muodostavat kaksi tai useampia materiaaleja kolmesta edellisestä ryhmästä: metallit, keramiikka ja polymeerit. Niillä on ominaisuuksien ja ominaisuuksien yhdistelmä materiaalien seoksen vuoksi, jota ei voitu saada jokaisesta materiaalista erikseen.

Näiden biomateriaalien yleisimmät sovellukset ovat hampaiden ja pasta- ja sementtien valkoiset täytteet, joita käytetään luiden liittymiseen.

Esimerkkejä biomateriaaleista

On satoja erilaisia ​​biomateriaaleja, joita voidaan mainita esimerkkeinä, katsotaanpa joitain näistä ja toiminnoista, joihin he osallistuvat:

- Vaurioituneiden tai sairaiden osien korvaamisessa: lonkan tai kokonaisvaihdon keinotekoinen artikulointi, dialyysikone, joka korvaa munuaisten toiminnan, sydänventtiilin vaihto.

Keinotekoinen lonkan nivel

- Apuun paranemisen aikana: ompeleet, luolevyt, ruuvit jne.

- Joidenkin elinten toiminnan parantamiseksi: sydämen sydämentahdistin, silmänsisäiset linssit, kuulolaitteet.

X -ray -kuva sydämentahdistimesta

- Esteettisten "ongelmien" korjaamiseksi: implantit mammoplastian (lisääntynyt rintojen koko) leuan koon, poskiluiden jne. Kasvulle, jne.

- Kliinisen diagnoosin auttaminen: Koettimet ja katetrit.

- Sairauksien hoidon auttaminen: kateterit ja viemärit.

Viitteet

1. Chen, Q., & Thouas, G. (2014). Biomateriaalit: Perusesittely. CRC -lehdistö.
2. Kiradzhiyska, D. D -d., & Mantcheva, R. D -d. (2019). Yleiskatsaus bioyhteensopivista materiaaleista ja niiden käyttö lääketieteessä. Folia Medica, 61 (1), 34-40.
3. Mihov, D., & Katerska, b. (2010). Sub bioyhteensopivat materiaalit, joita käytetään lääketieteellisessä käytännössä. Trakia Journal of Sciences, 8 (2), 119-125.
4. Shi, d. (2005). Johdanto biomateriaaleihin. Maailman tieteellinen.
5. Teoh, s. H. (2004). Johdatus biomateriaalien tekniikkaan ja käsittelyyn-yleiskatsaus. Teknisissä materiaaleissa biolääketieteellisiin sovelluksiin (PP. 1-1).
6. Wong, J. JA., Bronzino, J. D -d., & Peterson, D. R -. (Toim.-A. (2012). Biomateriaalit: Periaatteet ja käytännöt. CRC -lehdistö.