Biomaterials

Apakah biomaterial?

The Biomaterials, juga dikenali sebagai bahan biokompatibel, Mereka ditakrifkan sebagai bahan atau gabungan bahan, semula jadi atau sintetik, yang boleh digunakan dalam sistem biologi untuk masa tertentu dan dengan fungsi tertentu.

Istilah ini digunakan secara meluas dalam bidang perubatan untuk menentukan bahan yang digunakan untuk tujuan terapeutik atau diagnostik, dan juga diiktiraf secara meluas dalam bidang sains biologi dan kimia, serta dalam kejuruteraan bahan.

Dalam pencetak 3D yang akan datang akan mencetak organ

Penggunaan biomaterial dalam bidang perubatan sangat luas dan, terima kasih kepada bahan -bahan ini, bidang ini telah mengalami kemajuan penting, yang membolehkan penambahbaikan yang besar dalam kualiti hidup manusia berbanding dengan masa lalu.

Begitu juga, bahan -bahan ini juga mempunyai aplikasi dalam bidang sains kesihatan lain seperti pergigian, kejururawatan dan veterinar. Khususnya, dalam biomaterial ubat digunakan pada masa ini untuk:

• Ganti ahli, kawasan tisu dan organ badan.
• Membaiki dan merawat tulang patah tulang.
• Membaiki dan menggantikan kepingan pergigian.
• Bantu uji bakat dan penglihatan.
• Menyembuhkan luka, melakukan pembedahan, memperkenalkan bahan kepada badan.
• "Meningkatkan penampilan badan" melalui pembedahan estetik.
• Meningkatkan fungsi beberapa organ.
• Betul anomali.

Adalah penting untuk menjelaskan bahawa biomaterial atau bahan biokompatibel berbeza daripada bahan biologi, yang dihasilkan oleh sistem biologi hidup (kulit, tulang rawan, tulang, arteri, dll.) dan biasanya terdiri daripada sel atau produk sel.

Ciri -ciri biomaterial

Bioimpressor yang mampu mencetak organ hidup. Sumber: арей и и н, CC0, melalui Wikimedia Commons

Terdapat banyak ciri -ciri yang mempunyai biomaterial dan dalam senarai berikut hanya sebahagian daripada mereka dikelompokkan:

- Mereka adalah bahan semula jadi atau buatan (sintetik).

- Mereka secara sistematik dan farmakologi tidak aktif, yang bermaksud bahawa mereka tidak boleh menyebabkan tindak balas di dalam badan dan bahawa mereka tidak menjejaskan tisu mereka secara negatif.

- Mereka direka khas dan teliti untuk dimasukkan atau ditanamkan dalam makhluk hidup.

- Mereka dapat bersentuhan dengan tisu hidup (otot, tulang, darah, cecair badan, dll.) Tanpa melihat sifat mereka (bergantung pada apa yang mereka direka untuk).

- Mereka bekerja untuk menggantikan bahagian tubuh manusia.

Ia boleh melayani anda: lajur winograsky

- Mereka bekerja untuk merawat pelbagai penyakit dan luka (jahitan, kateter, jarum, pinggan, dll.).

- Mereka juga digunakan dengan aplikasi diagnostik dan penyimpanan.

- Bergantung pada jenis biomaterial, ia digunakan untuk tempoh masa yang berubah -ubah.

- Mereka boleh menjadi logam, seramik, polimer atau digabungkan (sebatian).

Biokompatibiliti

Salah satu ciri yang paling istimewa dari bahan -bahan ini adalah, tanpa keraguan, bahawa biokompatibiliti, yang ditakrifkan sebagai kualiti beberapa bahan untuk menghasilkan respons positif oleh sistem biologi yang mana mereka bersentuhan untuk memenuhi fungsi tertentu.

Kualiti ini bukan sahaja dari sudut pandangan biologi, tetapi ia juga merupakan ciri kimia dan mekanikal yang memihak kepada interaksi bahan -bahan ini dengan sistem hidup.

Umumnya biomaterials ini tertakluk kepada ujian dan standardisasi yang ketat, hampir selalu bergantung pada masa dan tisu yang mereka berpotensi bersentuhan, untuk mengelakkan penolakan oleh sistem biologi.

Jenis biomaterial

Dari masa ke masa, terima kasih kepada kemajuan sains, perubatan dan kejuruteraan bahan, pembangunan biomaterial baru semakin banyak.

Klasifikasi yang paling sering diterima untuk pelbagai jenis biomaterial merenungkan 4 kumpulan, dipisahkan mengikut ciri -ciri kimia dan struktur mereka: polimer, logam, seramik dan sebatian.

Biomaterial logam

Mereka adalah biomaterial yang terdiri daripada satu atau lebih elemen logam seperti kumpulan besi (Fe), nikel (Ni), aluminium (Al), tembaga (Cu), zink (Zn) dan titanium (Ti), dicampur dengan kecil Jumlah elemen bukan metal lain seperti karbon (c), nitrogen (n) dan oksigen (O).

Dalam biomaterial logam atau dalam aloi mereka atom -atom sangat diperintahkan, bersatu antara satu sama lain terima kasih kepada daya elektrostatik yang menarik antara awan elektronik yang dimuatkan secara negatif dan ion logam yang dimuatkan secara positif, seolah -olah elektron bebas berfungsi sebagai "gam".

Oleh itu, bahan -bahan ini dicirikan dengan menjadi konduktor yang baik dari haba dan elektrik, serta untuk kekerasan dan kemuluran mereka.

Boleh melayani anda: Prion

Mereka menderita, bagaimanapun, masalah kakisan apabila terdedah kepada kelembapan, air garam, bumi dan tisu hidup, kerana ion logam bertindak balas secara spontan dengan oksigen, hidrogen dan garam untuk membentuk oksida logam. Atas sebab ini ketahanan dan pekerjaannya bergantung pada rintangan kakisannya.

Terdapat banyak kegunaan yang diberikan kepada bahan -bahan ini dalam bidang perubatan untuk menyelesaikan masalah dengan tubuh manusia:

• Amalgam pergigian.
• Skru keluli tahan karat untuk penetapan tulang.
• Perlindungan Pacemaker Dibuat dari Sekutu Titanium.
• Stent koronari diperbuat daripada campuran titanium dan nikel.
• Prosthesis pinggul lengkap yang diperbuat daripada sekutu kobalt.
• Dalam kalangan yang lain.

Biomaterial polimer

Ini adalah bahan, semula jadi atau sintetik, organik atau bukan organik, yang dibentuk oleh pelbagai unit berulang jenis molekul dan mungkin yang paling biasa digunakan dalam bidang perubatan.

Contoh yang baik adalah nilon, polietilena, polikarbonat, polivinil klorida (PVC), polistirena dan silikon.

Mereka biasanya sedikit bahan reaktif dalam pelbagai keadaan: mereka mempunyai sedikit kekonduksian elektrik dan tidak magnet. Mereka berbeza dari biomaterial logam dalam banyak ciri, terutamanya dalam kelonggaran dan kelembutan mereka, sehingga mereka dapat mengamalkan bentuk yang berbeza.

Kanta kenalan diperbuat daripada biomaterial

Walau bagaimanapun, pada suhu yang agak tinggi, bahan -bahan ini cenderung melembutkan dan/atau menguraikan atau merendahkan, jadi aspek ini dipertimbangkan pada masa menggunakannya untuk tujuan yang berbeza.

Antara aplikasi yang paling biasa ialah kanta sentuh, sarung tangan pembedahan lateks dan jahitan pembedahan.

Biomaterial Seramik

Mereka adalah bahan -bahan yang tidak organik, mereka terdiri daripada unsur -unsur logam dan bukan logam seperti oksida, nitrida, karbida, garam, dll. Mereka boleh mempunyai struktur kristal sepenuhnya atau sebahagiannya, walaupun mereka juga boleh menjadi amorf.

Bahan -bahan ini biasanya penebat haba dan elektrik, kerana mereka biasanya tidak mempunyai sejumlah besar elektron pemandu. Mereka juga tahan lengai dan tahan kakisan daripada logam. Walau bagaimanapun, mereka boleh terdedah kepada kemerosotan dalam keadaan tertentu.

Boleh melayani anda: Cerebrosides

Mereka umumnya sangat tegar dan keras, walaupun jauh lebih rapuh atau rapuh daripada logam.

Aplikasi perubatan utama seramik termasuk kanta pembetulan, implan pergigian, sebahagian daripada prostesis penggantian pinggul, perancah seramik untuk tulang, antara lain.

Biomaterial kompaun

Ini adalah biomaterial yang dibentuk oleh dua atau lebih bahan dari tiga kumpulan sebelumnya: logam, seramik dan polimer. Mereka mempunyai gabungan sifat dan ciri -ciri, kerana campuran bahan, yang tidak dapat diperolehi dalam setiap bahan secara berasingan.

Aplikasi yang paling biasa dari biomaterial ini adalah tampalan putih untuk gigi dan pasta atau simen yang digunakan untuk menyertai tulang.

Contoh biomaterial

Terdapat beratus -ratus biomaterial yang berbeza yang boleh disebut sebagai contoh, mari kita lihat beberapa perkara ini dan dalam fungsi di mana mereka mengambil bahagian:

- Dalam penggantian bahagian yang rosak atau sakit: artikulasi buatan penggantian pinggul atau total, mesin dialisis yang menggantikan fungsi buah pinggang, pengganti injap jantung.

Artikulasi pinggul buatan

- Dalam bantuan semasa penyembuhan: jahitan, plat tulang, skru, dll.

- Untuk meningkatkan fungsi beberapa organ: alat pacu jantung, kanta intraokular, peranti pendengaran.

X -ray gambar alat pacu jantung

- Untuk membetulkan "masalah" estetika: implan untuk mammoplasty (peningkatan saiz payudara), untuk peningkatan saiz dagu, tulang pipi, dll.

- Untuk membantu dalam diagnosis klinikal: Probe dan Catheters.

- Untuk membantu rawatan penyakit: kateter dan longkang.

Rujukan

1. Chen, q., & ThoUas, g. (2014). Biomaterials: Pengenalan Asas. CRC Press.
2. Kiradzhiyska, d. D., & Mantcheva, r. D. (2019). Gambaran keseluruhan bahan biokompatibel dan penggunaannya dalam bidang perubatan. Folia Medica, 61 (1), 34-40.
3. Mihov, d., & Katerska, b. (2010). Subm bahan biokompatibel yang digunakan dalam amalan perubatan. Trakia Journal of Sciences, 8 (2), 119-125.
4. Shi, d. (2005). Pengenalan kepada Biomaterials. Saintifik Dunia.
5. Teoh, s. H. (2004). Pengenalan kepada Kejuruteraan Biomaterials dan Pemprosesan-Gambaran Keseluruhan. Dalam Bahan Kejuruteraan untuk Aplikasi Bioperubatan (PP. 1-1).
6. Wong, J. Dan., Bronzino, j. D., & Peterson, D. R. (Eds.). (2012). Biomaterials: Prinsip dan Amalan. CRC Press.