BIOMATERIAŁY – ( biofunkcyjne materiały)
Materiały zdolne do przyjmowania funkcji tkanek i narządów do leczenia których zostały
zastosowane; biomateriał- każda substancja inna niż leż lub kombinacja substancji naturalnych lub
syntetycznych, której zadaniem jest uzupełnienie lub zastąpienie tkanek narządu, albo jego części lub
spełnienie ich funkcji- ( europen socjety for biomaterials)
BIONIKA- biomimetyka interdyscyplinarna dziedzina z pogranicza biologii i techniki, jej głównym
celem jest tworzenie użytecznych technik model systemów biologicznych
Przykłady:
- materiał na plastry- nie odkleja się od wilgotnych powierzchni, jest biozgodny (nie wkracza
w organizm); ponadto sam się nie rozpuszcza, dzięki czemu może byd stosowany nie tylko przy
zwykłych ranach ale także przy operacjach chirurgicznych ( po usunięciu fragmentu jelita, do
zasklepienia ubytku powstałego w żywej tkance) zbudowany z niezwykle małych kolumienek z
mocnej, chod rozpuszczalnej gumy, ułożonych w ten sam sposób jak wyrostki na łapach gekonów+
klej stworzony na bazie glukozy wodoodporny
-sztuczne mięśnie ze skręconych włókien węglowych nanorurek, dzięki czemu charakteryzuje
je ogromna twardośd, wytrzymałośd, lekkośd oparty na działaniu naturalnych mięśni – pod
wpływem prądu elektrycznego rozszerzają się, cały proces trwa milisekundy, długośd nie zmienia się;
wykorzystują aż 70% dostarczonej jej energii
- biomimetyczne oko- składa się z miniaturowej kamerki umieszczonej na okularach
przeciwsłonecznych, zewnętrznego odbiornika, matrycy z elektrodami które wszczepia się w
siatkówkę, obraz z kamery przekazywany jest do odbiornika nerwami wzrokowymi do mózgu
Wydajnośd biologiczna człowieka ( ważne --)
--każda komórka ma 3000 systemów enzymatycznych,
-w ciągu sekundy zachodzi w każdej komórce 30-100 tyś. Reakcji chemicznych sterowanych z
częstotliwością 6,25*1012Hz
--co sekundę obumiera 10 mln komórek i tyle samo powstaje ( 5000nld w ciągu 15h)
-co tydzieo odnawia się kompletnie nabłonek jelita cienkiego
--w ciągu godziny powstaje 200 mln erytrocytów
-- w ciągu dnia powstaje ok. 70 kg ATP
Właściwości charakteryzujące biomateriały:
- fizyczne ( gęstośd, lepkośd, przewodnośd elektryczna i cieplna
-mechaniczne ( wytrzymałośd, sprężystośd, odpornośd zmęczeniowa
- technologiczne (obrabialnośd, kształtowanie powierzchni
- odpornośd korozyjna
-biologiczne ( biozgodnośd, biotolerancja
-ekonomiczne ( koszty wytwarzania
Biozgodnośd – zdolnośd prawidłowego zachowania materiału w kontakcie z tkanką o określonym
zastosowaniu, brak toksyczności oraz minimalne oddziaływanie na system immunologicznym, styczne
z krwią nie mogą wywoływad hemolizy
Biomateriał- materiał z którego można produkowad urządzenia i elementy, mające bezpośredni
kontakt z tkankami organizmu
- z biom. Produkuje się implanty, a także pokrywa się nimi powierzchnie urządzeo
wszczepionych do wnętrza organizmu, lub przeznaczonych do długotrwałego kontaktu z organizmem
(np. rurki intubacyjne, cewniki, dreny, nici chirurgiczne)
Podstawową cechą biomateriałów jest ich biozgodnośd, czyli brak toksyczności oraz
minimalne oddziaływanie na system immunologiczny. Biomateriały będące w stycznośdi z krwią nie
mogą wywoływad hemolizy.
Klasyfikacja
-polimery,
- metale
-ceramika
-materiały kompozytowe
-hydroksyapatyty ( również modyfikowane pochodnymi kwasu mlekowego
-materiały naturalne (roślinne i zwierzęce)
Najczęściej stosowane biomateriały
-polimery naturalne ( kolagen, celuloza, skrobia, chityna)
-polimery syntetyczne ( polietylen, polisiloksany)
-polimery półsyntetyczne, modyfikowane biopolimery oczyszczona chityna
POLIMERY SYNTETYCZNE I NATURALNE STOSOWANE W IMPLANTOLOGII:
Biomateriały
Materiały ceramiczne
Niektóre metale i ich stopy
Poliamidy- nici dentystyczne
Ceramiczne- kości
Biopolimery- skrobia, celuloza( charakterystyczne wiązanie glikozydowe)
KOLAGEN
- białko tkanki łącznej o największym ( 30%) udziale w całkowitym białku ssaków
- główny biopolimer organizmów żywych- ważna funkcja w prawidłowym funkcjonowaniu
ustroju
- fibrylarne białko tkanki łącznej stanowi 70% skóry oraz jest niezbędnym składnikiem
szkieletu człowieka
-jego właściwości fizyczne i chemiczne zapewniają m.in. prawidłowe przenoszenie sił za
pomocą ścięgien oraz utrzymanie właściwej jędrności i elastyczności skóry
- białko jednorodne
- około 20 genetycznych typów kolagenu, różniących się składem podjednostkowym
- wszystkie zbudowane z trzech łaocuchów polipeptydowych alfa
- we wszystkich znaczny fragment makrocząsteczki ma strukturę potrójnej helisy, a fragment
N- i C- koocowe mają budowę globularną
-nietoksycznośd, biozgodnośd ze wszystkimi organizmami żywymi oraz duże
rozpowszechnienie kolagen jest stosowany jako biomateriał w medycynie, przemyśle
farmaceutycznym i kosmetycznym
-nie jest białkiem syntetycznym, w ciągu całego życia w organizmie dochodzi do ciągłej
wymiany kolagenu, stare włókna ulegają rozpadowi i zastępowane są przez nowe
(Chityna - polisacharyd glukozy
fibryna- białko Prost, buduje je wyłącznie aminokwasy, tworzy rusztowanie skrzepu krwi)
Materiały bioceramiczne
- materiały ceramiczne są to tworzywa kruche o małej wytrzymałości na zginanie
- nieodporne na obciążenie dynamiczne i nie wykazują odkształceo
- duża twardośd oraz odpornośd na ścieranie oraz korozje w środowisku tkanek i płynów ustrojowych
minimalizują zużywanie się materiałów bioceramicznych po długotrwałym użytkowaniu
Kategorie bioceramicznych materiałów
- resorbowane z organizmie
- z kontrolowaną reaktywnością powierzchniową
- obojętne
Formy
- kształtki gęste
- kształtki porowate
- granule
-proszki
- pokrycie ceramiczne na implantach ( gł. Metalicznych)
Biomateriały polimerowe
Silikony- chirurchia plastyczna, rekonstrukcja
Politetrafluroetylen- protezy naczyniowe, nici chirurgiczne
Poliuretany – elementy sztucznego serca, protezy naczyniowe o małym przekroju
Polietylen- chirurgia plastyczna i rekonstrukcyjna, cewki, główki i panewki endoprotez stawowych
Polipropyl – nici chirurgiczne, siatki
Politereftalan etylu –protezy naczyniowe, siatki nici chirurgiczne
Polimetakrylan metylu – ortopedia, soczewki wewnątrzgałkowe
Poliamidy – nici i siatki dentystyczne
Główne kierunki zastosowao
-nośniki leków
- materiały inteligentne
-opatrunkowe materiały hydrożele, hydrokoloidy
-biostabilne elementy zastępujące, stabilizatory zewnętrzne
-implanty konstrukcyjne o dopasowanych właściwościach mechanicznych i kontrolowanym czasie
resorpcji
- resorbowalne podłoża polimerowe i kompozytowe dla sterowanej regeneracji tkanek
Biomateriały węglowe
- dobra biozgodnośd w środowisku tkanek
- obojętnośd elektryczna warunkująca dobrą hemozgodnośd
- dobre właściwości fizykochemiczne
- odpornośd na działanie promieniowania jonizującego i niejonizującego
Biomateriały węglowe jako materiały funkcjonalne można PODZIELIĆ NA:
1. Warstwy węglowe
2. Materiały kompozytowe
3. Implanty węglowe stosowane są głównie na protezy ścięgien oraz wiązadeł, elementy
zespalające kości
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)