BIOMATERIAIS
Definição
Biomateriais são materiais artificiais desenvolvidos para uso em áreas de saúde com
finalidade de substituir a matéria viva cuja função foi perdida. Inclui qualquer
substância sintética ou natural que pode ser usada como tratamento para Auxilio,
substituição total ou parcial de qualquer tecido, órgão ou organismo
Historia
Em 1775 houve a primeira fixação de ossos fraturados com fios de ferro.
Em 1829 J. Levert estudou a tolerância dos tecidos aos fios de vários tipos e concluiu que o fio de platina era, na época, entre os
materiais disponíveis, o que era melhor aceito pelo organismo.
Em 1880, J.Lister suturou patelas fraturadas usando fios de prata e com auxílio de da cirurgia "antisséptica", conseguiu um quadro
pós operatório sem infecção.
Em 1886, H. Hansmann relatou o uso de placas de metal e parafusos para fixação de osso fraturados.
Por volta de 1900 na Alemanha, pregos de ferros chapeados de ouro começaram a ser utilizados.
Em 1947, Charles S. Venable e Waltes G. Stuck relataram seus resultados em uma liga de cromo-cobalto-molibdênio, chamada
vitallium, para uso dental.
Em 1951, Jergesen e Leventhal relataram o uso de titânio em sua forma comercialmente pura para a manufatura de parafusos e
placas.
Áreas de atuação
Qual a sua
Importância?
Classificação
Biotoleráveis
Biotoleráveis são aqueles materiais apenas tolerados pelo organismo, sendo isolados dos
tecidos adjacentes através da formação de uma camada envoltória do tecido fibroso. Esta
camada é induzida pela liberação de compostos químicos, íons, produtos de corrosão e
outros por parte do metal implantado. Quanto maior a espessura da camada de tecido
fibrosa formada, menor a tolerabilidade dos tecidos ao material. Os materiais biotoleráveis
são praticamente todos os polímeros sintéticos assim como a grande maioria dos metais.
Bioinertes
Bioinertes são materiais também tolerados pelo organismo, mas em que a formação do
envoltório fibroso é de espessura mínima. O material implantado libera quantidades
mínimas de produtos químicos. Os materiais bioinertes mais utilizados são zircônia,
alumina, titânio e suas ligas e carbono.
Bioativos
Bioativos são aqueles materiais nos quais ocorrem ligações químicas entre material de
implante e tecido ósseo (osseointegração). Os principais materiais desta classe são os
vidros e vitrocerâmicas à base de fosfatos de cálcio, a hidroxiapatita e os compostos de
fosfato de cálcio.
Biodegradáveis
Ou reabsorvíveis são materiais que, após certo período de tempo em contato com os
tecidos biológicos, acabam sendo degradados, solubilizados ou fagocitados pelo organismo.
Seus produtos de degradação não são tóxicos e, portanto são eliminados pelo metabolismo
normal do paciente. Esses materiais são bastante úteis em diversas aplicações clínicas,
principalmente em implantes temporários, pois se torna desnecessário uma nova
intervenção cirúrgica para a retirada do material de implante. Os principais exemplos desses
materiais são o fosfato tricálcico ( -TCP) e os polímeros poli (ácido láctico-PLA) e poli (ácido
glicólico-PGA).
Propriedades
• Não pode ser toxico
• Não pode provocar inflamações
• Não pode desencadear reações alérgicas
• Não pode pôr em risco a saúde do paciente.
• Resistente
• Flexível
• Moldável
• Duradouro
• Ergonómico.
Tipos de materiais
• Aço inoxidável
• Titânio e ligas
• Ligas de cobalto
• Ligas de memoria de formas - NiTiNOL
Metais
• Baixa biocompatibilidade
• Alta densidade
• Perda de propriedade mecânica
• Podem ocorrer corrosão
• Resistencia mecânica
• Resistencia ao desgaste
• Fácil fabricação
• Baixo Custo
Parafusos
Próteses
Implantes
Tipos de materiais
• Alumina
• Zircônia
• Fosfato de cálcio
• Biovidro (BioGlass)
• Formas de carbono
Cerâmicos
• Baixa elasticidade
• Alta densidade
• Frágil
• Baixa condutividade térmica, elétrica e a reatividade
química
• Boa compatibilidade
• Dureza elevada
• Resistência corrosão
• Resistência a compressão
Regeneração do tecido ósseo
Revestir implantes metálicos
Tipos de materiais
• Carbono
• Vidro
• Kevlar
• Hidroxiapatita
• TCP – Fosfato tricálcico
Compósitos
• Baixa elasticidade
• Alta densidade
• Difíceis de fabricar
• Incompatibilidade com a matéria de fabricação
• Boa compatibilidade
• Maior durabilidade
• Propriedades podem ser modificadas
• Resistência a tensão
• Resistência a corrosão
Válvulas cardíacas artificiais
Implantes de junta de joelho
Tipos de materiais
• Poliuretano
• Polietileno
• Poli metacrilato de metila
• Nylon
• Dracon
Polímeros
• Baixa resistência mecânica
• Difícil esterilização
• Baixa condutividade térmica e elétrica
• Fácil fabricação
• Baixa densidade
• Baixo custo
• Resistência a tensão
• Resistência a corrosão
Substituir cartilagem
Vasos sanguíneos
Válvulas
Suturas
Lentes oculares
Cimento ortopédico
Implantes
FIM
Adonis Basilio de Santana B. Santos
AdonisBasilio@gmail.com
Graduando em Eng. Mecânica
Natan Thoedson Almeida Xavier
nthoedson@gmail.com
Graduando em Eng. Mecânica

Biomateriais

  • 1.
  • 2.
    Definição Biomateriais são materiaisartificiais desenvolvidos para uso em áreas de saúde com finalidade de substituir a matéria viva cuja função foi perdida. Inclui qualquer substância sintética ou natural que pode ser usada como tratamento para Auxilio, substituição total ou parcial de qualquer tecido, órgão ou organismo
  • 3.
    Historia Em 1775 houvea primeira fixação de ossos fraturados com fios de ferro. Em 1829 J. Levert estudou a tolerância dos tecidos aos fios de vários tipos e concluiu que o fio de platina era, na época, entre os materiais disponíveis, o que era melhor aceito pelo organismo. Em 1880, J.Lister suturou patelas fraturadas usando fios de prata e com auxílio de da cirurgia "antisséptica", conseguiu um quadro pós operatório sem infecção. Em 1886, H. Hansmann relatou o uso de placas de metal e parafusos para fixação de osso fraturados. Por volta de 1900 na Alemanha, pregos de ferros chapeados de ouro começaram a ser utilizados. Em 1947, Charles S. Venable e Waltes G. Stuck relataram seus resultados em uma liga de cromo-cobalto-molibdênio, chamada vitallium, para uso dental. Em 1951, Jergesen e Leventhal relataram o uso de titânio em sua forma comercialmente pura para a manufatura de parafusos e placas.
  • 4.
  • 5.
  • 6.
  • 7.
    Biotoleráveis Biotoleráveis são aquelesmateriais apenas tolerados pelo organismo, sendo isolados dos tecidos adjacentes através da formação de uma camada envoltória do tecido fibroso. Esta camada é induzida pela liberação de compostos químicos, íons, produtos de corrosão e outros por parte do metal implantado. Quanto maior a espessura da camada de tecido fibrosa formada, menor a tolerabilidade dos tecidos ao material. Os materiais biotoleráveis são praticamente todos os polímeros sintéticos assim como a grande maioria dos metais.
  • 8.
    Bioinertes Bioinertes são materiaistambém tolerados pelo organismo, mas em que a formação do envoltório fibroso é de espessura mínima. O material implantado libera quantidades mínimas de produtos químicos. Os materiais bioinertes mais utilizados são zircônia, alumina, titânio e suas ligas e carbono.
  • 9.
    Bioativos Bioativos são aquelesmateriais nos quais ocorrem ligações químicas entre material de implante e tecido ósseo (osseointegração). Os principais materiais desta classe são os vidros e vitrocerâmicas à base de fosfatos de cálcio, a hidroxiapatita e os compostos de fosfato de cálcio.
  • 10.
    Biodegradáveis Ou reabsorvíveis sãomateriais que, após certo período de tempo em contato com os tecidos biológicos, acabam sendo degradados, solubilizados ou fagocitados pelo organismo. Seus produtos de degradação não são tóxicos e, portanto são eliminados pelo metabolismo normal do paciente. Esses materiais são bastante úteis em diversas aplicações clínicas, principalmente em implantes temporários, pois se torna desnecessário uma nova intervenção cirúrgica para a retirada do material de implante. Os principais exemplos desses materiais são o fosfato tricálcico ( -TCP) e os polímeros poli (ácido láctico-PLA) e poli (ácido glicólico-PGA).
  • 11.
    Propriedades • Não podeser toxico • Não pode provocar inflamações • Não pode desencadear reações alérgicas • Não pode pôr em risco a saúde do paciente. • Resistente • Flexível • Moldável • Duradouro • Ergonómico.
  • 12.
    Tipos de materiais •Aço inoxidável • Titânio e ligas • Ligas de cobalto • Ligas de memoria de formas - NiTiNOL
  • 13.
    Metais • Baixa biocompatibilidade •Alta densidade • Perda de propriedade mecânica • Podem ocorrer corrosão • Resistencia mecânica • Resistencia ao desgaste • Fácil fabricação • Baixo Custo Parafusos Próteses Implantes
  • 14.
    Tipos de materiais •Alumina • Zircônia • Fosfato de cálcio • Biovidro (BioGlass) • Formas de carbono
  • 15.
    Cerâmicos • Baixa elasticidade •Alta densidade • Frágil • Baixa condutividade térmica, elétrica e a reatividade química • Boa compatibilidade • Dureza elevada • Resistência corrosão • Resistência a compressão Regeneração do tecido ósseo Revestir implantes metálicos
  • 16.
    Tipos de materiais •Carbono • Vidro • Kevlar • Hidroxiapatita • TCP – Fosfato tricálcico
  • 17.
    Compósitos • Baixa elasticidade •Alta densidade • Difíceis de fabricar • Incompatibilidade com a matéria de fabricação • Boa compatibilidade • Maior durabilidade • Propriedades podem ser modificadas • Resistência a tensão • Resistência a corrosão Válvulas cardíacas artificiais Implantes de junta de joelho
  • 18.
    Tipos de materiais •Poliuretano • Polietileno • Poli metacrilato de metila • Nylon • Dracon
  • 19.
    Polímeros • Baixa resistênciamecânica • Difícil esterilização • Baixa condutividade térmica e elétrica • Fácil fabricação • Baixa densidade • Baixo custo • Resistência a tensão • Resistência a corrosão Substituir cartilagem Vasos sanguíneos Válvulas Suturas Lentes oculares Cimento ortopédico Implantes
  • 20.
    FIM Adonis Basilio deSantana B. Santos AdonisBasilio@gmail.com Graduando em Eng. Mecânica Natan Thoedson Almeida Xavier nthoedson@gmail.com Graduando em Eng. Mecânica

Notas do Editor

  • #3 Naturais – Colágenos, Celulose, DNA, RNA, proteinas Não devem ser totalmente inertes quando são inseridos no organismo, pelo contrario, deve ser capaz de reagir com o tecido vivo para ser capaz de desempenhar suas funções.
  • #4 Civilizações antigas : Egipcios, romanos, chineses... Astecas usaram ouro marfim, vidro, madeira.
  • #6  Melhora a qualidade de vida do homem e aumenta sua longevidade.
  • #11  Fagocitados - Num sentido mais lato, significa também canibalizar.
  • #12 Biocompatibilidade – é a capacidade de resposta que esse material possui quando é utilizado em uma determinada aplicação. Biocompatibilidade - deve ser conhecida e medida Esse material tem que ser obrigatoriamente compatível com o tecido e os fluidos do organismo