Biomateriales

Biomateriales ING. FREDDY VILL A CEVALLOS.

Materiales.

Actúan con sistemas biológicos con el fin de evaluar, tratar, aumentar o reemplazar algún tejido, órgano o función del cuerpo.

Los biomateriales están destinados a la fabricación de componentes, piezas o aparatos y sistemas médicos para su aplicación en seres vivos, por lo que deben ser biocompatibles. Se llaman bioinertes los que tienen una influencia nula o muy pequeña en los tejidos vivos que los rodean, mientras que son bioactivos los que pueden enlazarse a los tejidos óseos vivos. Asimismo los biomateriales pueden ser de origen artificial (metales, cerámicas, polímeros) o biológico (colágeno, quitina, etc.).

Atendiendo a la naturaleza del material artificial con el que se fabrica un implante, se puede establecer una clasificación en materiales cerámicos, metálicos, poliméricos o materiales compuestos: Las biocerámicas se emplean en la fabricación de implantes que no deban soportar cargas, como es el caso de la cirugía del oído medio, en el relleno de defectos óseos tanto en cirugía bucal como en cirugía ortopédica y en el recubrimiento de implantes dentales y articulaciones metálicas.

Los metálicos se usan cuando es imprescindible soportar carga, como ocurre en las prótesis de cadera, para las que se utilizan aleaciones de cobalto (Co) con cromo (Cr) o de titanio (Ti) con aluminio (Al) y vanadio (V); el titanio también se usa en implantes dentales.

Los biomateriales poliméricos son ampliamente utilizados en clínicas, tanto en implantes quirúrgicos como en membranas protectoras, sistemas de dosificación de fármacos o en cementos óseos acrílicos.

¿Cómo se utilizan los biomateriales en la práctica médica actual?

Implantes médicos Incluidas válvulas cardíacas, endoprótesis vasculares e injertos; Articulaciones artificiales, ligamentos y tendones; implantes de pérdida de audición; implantes dentales; y dispositivos que estimulan los nervios.

Métodos para promover la curación de tejidos humanos, Incluidas suturas, clips y grapas para el cierre de heridas y apósitos disolubles.

Tejidos humanos regenerados, Utilizando una combinación de soportes de biomaterial o andamios, células y moléculas bioactivas. Los ejemplos incluyen un hidrogel de regeneración ósea y una vejiga humana cultivada en laboratorio.

Sondas moleculares y nanopartículas Que rompen las barreras biológicas y ayudan en el diagnóstico y la terapia del cáncer a nivel molecular.

Biosensores

para detectar la presencia y cantidad de sustancias específicas y para transmitir esos datos. Algunos ejemplos son los dispositivos de monitoreo de glucosa en la sangre y los sensores de actividad cerebral.

Sistemas de administración de medicamentos Que transportan y / o aplican medicamentos a un objetivo de la enfermedad. Los ejemplos incluyen endoprótesis vasculares recubiertas con medicamentos y obleas de quimioterapia implantables para pacientes con cáncer.

https://www.nibib.nih.gov/

Los selladores de hidrogel pueden permitir cambios de apósito sin dolor para pacientes con quemaduras. Laboratorio de Grinstaff Laboratorio, Universidad de Boston.

Un apósito inteligente para heridas es delgado y flexible con una gama de sensores de pH, portadores de medicamentos termo-sensibles y un controlador a bordo. Fuente: Laboratorio de Khademhosseini,

El stent de zinc es soluble y resiste la corrosión.

Foto por Sarah Bird,

APLICACIONES DE LOS BIOMATERIALES. •Reemplazo de articulaciones •Placas óseas •Lentes intraoculares (LIO) para la cirugía ocular •Cemento óseo •Ligamentos y tendones artificiales •Implantes dentales para la fijación de dientes •Prótesis de vasos sanguíneos •Válvulas cardíacas •Dispositivos de reparación de la piel (tejido artificial) •Reemplazos cocleares •Lentes de contacto •Implantes mamarios •Mecanismos de administración de medicamentos •Materiales sostenibles •Injertos vasculares •Conductos nerviosos •Suturas, clips y grapas quirúrgicas para el cierre de heridas.

•Pasadores y tornillos para la estabilización de la fractura.

•Malla quirúrgica

Tipos de pruebas a los que deben someterse los biomateriales.

Prueba de citotoxicidad • En esta se caracteriza al material respecto a las células, verificando si es tóxico o no. Para ello se preparan cultivos celulares; uno que se conoce que es tóxico, otro que no lo es y un tercero que será el biomaterial para analizar

Prueba de genotoxicidad • En esta prueba se determina si existe algún cambio en los genes de las células, debido al biomaterial.

Prueba de biocompatibilidad • Estas pruebas son realizadas en animales para observar si tienen efectos adversos ocasionados por el material.

Características Biocompatible No tóxico, ni carcinógeno Químicamente estable Buena resistencia mecánica Densidad y peso, forma y tamaño adecuados Barato, reproducible y fácil de fabricar