Biomateriais21
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Biomateriais II Aulas teóricas 1 Biocompatibilidade, meio biológico, biodegradação (não polímeros) Reacções com a superfície Atrito e desgaste Adaptação Engenharia de tecidos (materiais utilizados e síntese de novos materiais. Pele, cartilagem, músculo e orgãos) Produtos de degradação (efeito nos orgãos) 2- Sistemas de libertação controlada de fármacos (tipos de dispositivos e libertação) 3Standartização e regulamentação dos materiais dos implantes. Design e selecção dos materiais dos implantes Biomateriais II aulas práticas Ensaios de atrito e desgaste de materiais usados em próteses ortopédicas a)ensaios de atrito e desgaste em vários materiais (ex.alumina/polietileno de alta densidade, alumina/polietileno de baixa densidade, ligas de Co-Cr/polietileno de alta densidade, ligas de CoCr/polietileno de baixa densidade). b) observação dos materiais usados nos ensaios no microscópio electrónico de varrimento, SEM Ensaios em materiais biológicos Algumas definições: Biomaterial- material que interactua com os sistemas biológicos para avaliar, tratar ou substituir tecidos, orgãos ou funções do corpo Material bioactivo- material que reproduz a actividade biológica Ligação óssea- estabelecimento, por um processo físico ou químico, da continuidade entre implante e matriz óssea Biodegradação- falha de um material mediante um sistema biológico Trombo….inerente- formação de trombos controlada pela superfície do material Biocompatiblidade- desempenho biológico numa aplicação específica que é adequada a essa situação Resposta exterior (host response)- reacção de um sistema vivo na presença de um material Interacções sangue- materiais EVOLUÇÃO HISTÓRICA: Fase 1- biomateriais inertes- materiais usados em implantes que têm pouca ou nenhuma resposta exterior Fase 2- biomateriais interactivos- materiais usados em implantes em que há resposta exterior (Ex. Adesão, crescimento de células) Fase 3- biomateriais viáveis- materiais usados em implantes que incorporam células vivas no implante, que são tratados pelo corpo como tecidos normais e são reaborvidos Fase 4- biomateriais reimplantados- materiais usados em implantes que consistem em tecidos originais do paciente, cultivados in vitro a partir de células do próprio paciente Biomateriais (Ciência) - estudo e conhecimento da interacção entre sistemas vivos e não vivos Biomateriais (Engenharia)- aplicação da ciência à solução de casos concretos de saúde/doenças Meio biológico requesitos exigentes: meio agressivo combinado com esforços mecânicos condições invariantes: composição química em geral constante. Materiais “externos” = maior parte é inorgânico Materiais “internos”= moléculas e tecidos orgânicos + catalizadores orgaânicos (enzimas) sistemas muito complexos Resposta do material: transferência de material na interface tecido/implante na ausência de reacção química - expansão= iões ou fluido se movem do tecido para o biomaterial - lixiviação= fluido move-se do biomaterial para o tecido processos de absorção e de difusão Elementos do meio biológico Corrosão: Uniforme, galvânica, por picadas, em fissuras, intergranular, etc.. Ex: corrosão galvânica - entre parafusos e placas corrosão em contacto com sangue é muito complexa e na presença de moléculas orgânicas As moléculas orgânicas podem: • formar compostos organometálicos • alterar a carga dos produtos de corrosão- Na presença de proteínas serum o crómio é libertado na forma de Cr 6+ em vez de Cr 3+ •modificar a camada passivada- combinam-se com o filme passivado •modificar as condições de desgaste- a presença de proteínas serum a velocidade de corrosão aumenta, mas em vitro reduz a corrosão fretting do aço inox TRIBOLOGIA=ATRITO+DESGASTE+LUBRIFICAÇÃO Lubrificação Em laboratório têm de se usar lubrificantes nas determinações do atrito e desgaste Ex: componentes de válvulas cardíacas - lubrificante apropriado é serum Ex: componentes de implantes de joelho, anca- lubrificante apropriado é liquido sinuvial Esquema de máquina pin on disc DESGASTE PRODUZ PARTÍCULAS QUE PODEM INDUZIR RESPOSTAS INFLAMATÓRIAS PRODUZ ALTERAÇÕES DE FORMA NOS IMPLANTES QUE PODEM ALTERAR A SUA FUNÇÃO Vários mecanismos de desgaste mais importante é ADESÃO Tamanho das partículas: - poliméricas- maiores - metálicas - cerâmicas- são as menores
