O documento apresenta uma introdução sobre biomateriais, definindo-os como materiais usados em contato com sistemas biológicos para substituir ou tratar partes do corpo. Discute propriedades desejáveis como biocompatibilidade e exemplos como próteses mamárias. Também aborda cálculo da confiabilidade de biomateriais usando fórmulas que consideram probabilidade de falhas.

1. Introdução a Ciência dos
Biomateriais
Docente: Prof. Dr. Marcus Vinicius Lia Fook
Aula 01: Definição de Biomateriais e suas propriedades

2. O QUE SÃO BIOMATERIAIS?

3. “Qualquer material usado para fazer dispositivos destinados a
substituir uma parte ou função do corpo de maneira segura, confiável,
econômica e fisiologicamente aceitável.”
“É um material sintético usado para substituir parte de um sistema vivo
ou para funcionar em contato íntimo com o tecido vivo.”
“É uma substância sistematicamente e farmacologicamente inerte
projetada para implantação dentro ou incorporação com sistemas
vivos.”

4. “É um material inviável usado em um dispositivo médico,
destinado a interagir com sistemas biológicos.”
“Materiais (sintéticos ou naturais) que são usados em contato
com sistemas biológicos.”
“Materiais (de origem sintética ou natural) destinados a entrar em
contato com sistemas biológicos (humano ou veterinário) para
tratamento, substituição ou diagnóstico.”
not able to develop, grow, or survive

5. Material Substituir Função Sistema vivo
Material usado para substituir uma parte ou função de um sistema vivo.

6. Contato
Contato
Substitui/Contato

7. ATIVIDADE 01: Citar dois exemplos de biomateriais e justificar, de
acordo com o conceito de biomaterial, porque eles podem ser
considerados um.

8. Materiais Biológicos Biomaterial
Interações
- Celulas
- Músculos/Ligamentos
- Gordura
- Ossos
- Orgãos
- Corrosão
- Degradação
- Deposição de proteínas
- Encapsulação
- Calcificação
- Lise celular
- Reação sistemática
E quando não há interação?

9. Prótese mamária Prótese mamária Encapsulada
Prótese implantada

10. Processo de Encapsulação em biomateriais inertes
1° 2° 3° 4°

11. - Não-tóxico
- Não-alérgico
- Não-imunogênico
- Não-carcinogênico
- Baixo custo*
- Replicável
- De fácil fabricação
- Escalonável
*de acordo com a aplicação.
Biomateriais
Biocompatível
Aceitação Farmacológica
E QUANDO NÃO POSSUEM ESSAS PROPRIEDADES?
Quimicamente inerte e estável
Boas Propriedades mecânicas*
Ser financeiramente viável
- Toxicidade sistêmica aguda
- Citotoxicidade
- Hemolise
- Toxicidade Intravenosa
- Mutagenicidade
- Toxicidade oral
- Pirogenicidade
- Sensibilização

12. PRÓTESES MAMÁRIAS PIP

13. PRÓTESES MAMÁRIAS PIP

14. Prótese mamária - PIP FALHAS:
- Biocompatibilidade
- Propriedades mecânicas
- Deposição de proteínas
- Encapsulação
- Calcificação

16. E DEPOIS DE VER TODOS ESSES
PROBLEMAS, COMO SABER SE UM
BIOMATERIAL É SEGURO?
CALCULANDO SUA CONFIABILIDADE!

17. A Confiabilidade de um biomaterial é determinada por meio da
formula (1):
r = 1 – f, (1)
Onde:
r: confiabilidade
f: probabilidade de falha

18. Caso o biomaterial apresente mais de um tipo de falha, aplica-se
a fórmula (2):
rt = ((r1, r2, r3,…, rn)/n) (2)
Onde:
r1 = 1 – f1, r2 = 1 – f2, r3 = 1 – f3
n = número de falhas

19. Exemplo: O stent é uma prótese em forma de tubo utilizada convencionalmente na
desobstrução de artérias coronárias. O mesmo é aplicado quando as artérias encontram-se
obstruídas por placas de gordura, cálcio e outros elementos, ocasionando a doença
conhecida como asterosclerose. Um estudo realizado pela ANVISA observou os seguintes
problemas relacionados ao uso do Stent Coronário ENDEAVORSPRINT:
Reação Alérgica (25%); Formação de coágulos sanguíneos (15%); Entupimento do interior
do stent (12%); Ruptura do duto ou vaso quando o stent é implantado (7%).
Com base nos dados cálcule a confiabilidade do Stent Coronário ENDEAVORSPRINT
.
R:
r1 = 1 – f1 = 1 – 0,25 = 0,75
r2 = 1 – f2 = 1 – 0,15 = 0,85
r3 = 1 – f3 = 1 – 0,12 = 0,88
r4 = 1 – f4 = 1 – 0,07 = 0,93
rt = ((r1 + r2 + r3 + r4)/n) = ((0,75 + 0,85 + 0,82 + 0,93)/4) = 0,8375 = 85,25%

20. Atividade 02: A ANVISA realizou um estudo complementar sobre os casos e falhas
apresentados pelo Stent Coronário Farmacológico ENDEAVORSPRINT. Quando comparado a
sua versão anterior, este stent apresenta em sua estrutura o fármaco Zotarolimus, o qual é
um imunossupressor. Os dados de falha apresentados por este modelo foram:
Reação Alérgica (25%); Formação de coágulos sanguíneos (15%); Entupimento do interior
do stent (0%); Ruptura do duto ou vaso quando o stent é implantado (7%).
Com base nos dados cálcule a confiabilidade do Stent Coronário Farmacológico
ENDEAVORSPRINT
. Em seguida, compare a confiabilidade apresentada pelos dois modelos de
stent (com fármaco e sem fármaco) e aponte o motivo responsável pela diferença no
aumento/redução da confiabilidade.

21. Mecanismo de ação: inibe a proliferação de células musculares da artéria coronária.
Consequentemente, evita a reestenose, fator responsável pelo entupimento do stent
após sua implantação.

22. RESUMO DA AULA
Estudamos sobre:
• Definição do que é um biomaterial;
• Interações entre Biomaterial – meio biológico;
• Propriedades dos biomateriais;
• Cálculo do Grau de Confiabilidade.

23. ATIVIDADE 03: TRAZER UM CASO ONDE UM BIOMATERIAL FOI
EXPLANTADO OU APRESENTOU ALGUM PROBLEMA APÓS SEU
IMPLANTE. LISTE O MOTIVO DE SUAS FALHAS. ATIVIDADE EXTRA
(0.5): CALCULE O GRAU DE CONFIABILIDADE DO BIOMATERIAL
ESCOLHIDO.