1
BIOMATERIAŁY
BIOMATERIAŁY
dr inż. Anna NIKODEM
Zakład Inżynierii Biomedycznej i Mechaniki Eksperymentalnej
Wydział Mechaniczny
Politechnika Wrocławska
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
1. Pojęcia podstawowe
Wprowadzenie – definicje, klasyfikacja biomateriałów.
Wymagania stawiane biomateriałom. Pojęcie biokompatybilności.
2
Porównanie czasu życia człowieka w roku 1900 i 2000
- wpływ wieku na jakość tkanki łącznej
D
łu
g
o
ś
ć
ż
y
c
ia
(
%
)
DŁUGOŚĆ ŻYCIA
w 1900r.
DŁUGOŚĆ ŻYCIA
w 2000r.
JAKOŚĆ
TKANEK
1900r
.
Wiek
J
a
k
o
ś
ć
t
k
a
n
e
k
(
w
a
rt
o
ś
ć
1
0
0
%
-
ja
k
o
ś
ć
t
k
a
n
e
k
d
o
2
0
r
o
k
u
ż
y
c
ia
)
JAKOŚĆ
TKANEK
2000r.
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
4
Regeneracyjne
materiały
bioaktywne
Przeszłość: Usuwanie tkanek
Teraźniejszość: Zastępowanie tkanek
Transplantacje
Implantacje
Autografy
Heterografy
Homografy
PRZYSZŁOŚĆ: REGENERACJA TKANEK
Mocowanie
biologiczne
Mocowanie
bioaktywne
Mocowanie
cementem
Inżynieria
tkankowa
Inżynieria
genetyczna
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
3
5
Biomateriał to każda inna substancja niż lek albo kombinacja substancji
syntetycznych lub naturalnych, która może być użyta w dowolnym czasie,
a której zadaniem jest uzupełnianie lub zastąpienie tkanek narządu lub
jego części w celu spełnienia lub funkcji.
Biomaterials Consensus Conference at the National Institute of Health 1992
A. materiał przeznaczony do współistnienia z biologicznymi systemami,
przeznaczony do leczenia, diagnozowania, poprawiania lub zastąpienia
częściowego lub całkowitego tkanki, narządu, lub spełniania ich funkcji
w organizmie,
B. materiał (nieożywiony) stosowany w wyrobach, urządzeniach lub też
przyrządach medycznych, przeznaczony do oddziaływania z biologicznymi
systemami,
C. materiał pochodzenia naturalnego lub sztucznego, użyty do wspomagania
lub zastąpienia funkcji żywych tkanek.
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
6
1. STRUKTURY
3. METABOLICZNEGO
I BIOCHEMICZNEGO
ZACHOWANIA
Biomateriał - regenerujący obcy przeszczep
ekwiwalent dla autoprzeszczepu
2. FUNKCJI
4. BIOMECHANICZNEGO
ZACHOWANIA
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
4
WYMAGANIA STAWIANE BIOMATERIAŁOM:
1.
OBOJĘTNOŚĆ
2.
BIOKOMPATYBILNOŚĆ (biozgodność, podobieństwo)
Biozgodność to zdolność materiału do wywołania odpowiedzi gospodarza
zgodnej z przeznaczeniem implantu.
Specyficzne
oddziaływanie materiału
ze
środowiskiem
żywego
organizmu,
tzn. komórkami, białkami i płynami ustrojowymi.
Charakter odpowiedzi środowiska biologicznego decyduje o biozgodności
materiału.
Reakcja żywego organizmu na ciało obce (analiza tej reakcji pozwala na określenie
czy materiał może być bezpiecznie stosowany i czy spełnia swoją funkcje).
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Aby przekonać się o tym czy materiał jest biozgodny trzeba zbadać odpowiedź
żywego organizmu na materiał i jego produkty degradacji (zużycia) czyli
odpowiedź biologiczną i odpowiedź materiału (ISO 10993).
Biozgodność:
- zjawiska na granicy faz;
- zjawiska na granicy ożywionej
i nieożywionej
5
WYMAGANIA STAWIANE BIOMATERIAŁOM:
1.
OBOJĘTNOŚĆ
2.
BIOKOMPATYBILNOŚĆ (biozgodność, podobieństwo)
3.
BIOAKTYWNOŚĆ
zdolność powierzchni wszczepu lub pokrywających tę powierzchnię powłok do
bezpośredniego
połączenia,
bez
tworzenia
warstwy
pośredniej
(otoczki
okołoimplantowej). Ma to korzystny wpływ na trwałość połączenia implant-tkanka.
Materiałami
bioaktywnymi
nazywamy
materiały
posiadające
zdolność
wzbudzania z góry zaplanowanych reakcji ze strony biorcy implantu.
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOAKTYWNOŚĆ
zdolność powierzchni wszczepu lub pokrywających tę powierzchnię powłok do
bezpośredniego
połączenia,
bez
tworzenia
warstwy
pośredniej
(otoczki
okołoimplantowej). Ma to korzystny wpływ na trwałość połączenia implant-tkanka.
BIODEGRADACJA – rozkład materiału w wyniku działania środowiska biologicznego.
BIORESORPCJA – „kontrolowane” procesy degradacji materiału, w czasie których
tworzące
się
produkty
są
usuwane
dzięki
aktywności
komórkowej
(poliglikolid, polilaktydy, kwas mlekowy, poliparadioksanon, fibrynogen).
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
6
11
WYMAGANIA STAWIANE BIOMATERIAŁOM:
1.
OBOJĘTNOŚĆ
2.
BIOKOMPATYBILNOŚĆ (biozgodność, podobieństwo)
3.
BIOAKTYWNOŚĆ
4.
BIOFUNKCYJNOŚĆ
Materiał powinien wykazywać odpowiednie predyspozycje do spełniania swej
funkcji z punktu widzenia jego właściwości fizycznych.
Biofunkcyjność to zdolność materiału do przejmowania funkcji tkanek
i narządów, do leczenia których został zastosowany.
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
WYMAGANIA STAWIANE BIOMATERIAŁOM:
1.
OBOJĘTNOŚĆ
2.
BIOKOMPATYBILNOŚĆ (biozgodność, podobieństwo)
3.
BIOAKTYWNOŚĆ
4.
BIOFUNKCYJNOŚĆ
5.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
właściwości strukturalne, gęstość, porowatość
właściwości akustyczne
właściwości elektryczne (biosensory)
właściwości magnetyczne (detektory NMR)
właściwości termiczne (materiały kompozytowe, cement kostny)
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
7
WYMAGANIA STAWIANE BIOMATERIAŁOM:
1.
OBOJĘTNOŚĆ
2.
BIOKOMPATYBILNOŚĆ (biozgodność, podobieństwo)
3.
BIOAKTYWNOŚĆ
4.
BIOFUNKCYJNOŚĆ
5.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
6.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE
(ciągłość odkształceń, strees shielding)
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Złamanie trzonu
endoprotezy
Złamanie trzonu
endoprotezy
Złamanie kości
udowej
Złamanie kości
udowej
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Niedopasowanie właściwości mechanicznych w układzie implant-tkanka:
8
WYMAGANIA STAWIANE BIOMATERIAŁOM:
1.
OBOJĘTNOŚĆ
2.
BIOKOMPATYBILNOŚĆ (biozgodność, podobieństwo)
3.
BIOAKTYWNOŚĆ
4.
BIOFUNKCYJNOŚĆ
5.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
6.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE
7.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE
pasywacja, korozja
wytrzymałość na zużycie
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
WYMAGANIA STAWIANE BIOMATERIAŁOM:
1.
OBOJĘTNOŚĆ
2.
BIOKOMPATYBILNOŚĆ (biozgodność, podobieństwo)
3.
BIOAKTYWNOŚĆ
4.
BIOFUNKCYJNOŚĆ
5.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE
6.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE
7.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNE
8.
ODPOWIEDNIE WŁAŚCIWOŚCI BIOLOGICZNE
brak tworzenia zakrzepów, odczynów i infekcji
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
9
Bio- dotyczący życia, procesów życiowych,
Materiał - w najbardziej ogólnym sensie jest to surowiec w postaci pierwotnej
lub częściowo przetworzony, z którego wytwarza się różne produkty.
produkt
surowiec
półfabrykat
(surowiec/produkt)
produkt końcowy
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Wyrób końcowy = wyrób medyczny, wg normy
ISO 10993-1
:
A. Klasyfikacja według rodzaju kontaktu z organizmem:
Wyroby kontaktujące się z powierzchnią
(skóra, błony śluzowe, powierzchnie uszkodzone);
Wyroby kontaktujące się zewnętrznie
(krew, zębina, tkanki miękkie);
Wyroby implantowane czyli WSZCZEPY
(krew, tkanki miękkie, kość)
B. Klasyfikacja według czasu trwania kontaktu:
Wyroby o ekspozycji ograniczonej
jednorazowy kontakt nie dłuższy niż 24 h
Wyroby o przedłużonej ekspozycji
kontakt stały dłuższy niż 24h,lecz krótszy niż 30 dni;
Wyroby o stałym kontakcie, dłuższym niż 30 dni
10
Podział ze względu na funkcję (wg Kusia):
1. BIOSTATYCZNE – rusztowanie dla odnowy brakujących części tkanek lub
organów oraz je uzupełniają, stanowiąc odpowiednie warunki do odbudowy tk.
np. sztuczne więzadła, powięzi, elementy pokrywy czaszki, siatki przepuklinowe,
elementy do zespalania i uzupełnienia kości
2. BIOESTETYCZNE –
protezy sutka czy jąder
3. BIOMECHANICZNE –
to złożone konstrukcyjnie układy elementów, zastępujących
niektóre biomechanizmy narządów ruchu np. protezy stawów
4. Wszczepy przeznaczone do kontaktu z krwią
np. dziane i tkane protezy naczyniowe, metalowe lub ceramiczne stenty naczyniowe,
zastawki serca, elementy sztucznego serca
5. Materiały do zespoleń
np. nici chirurgiczne, staplery, materiały do zespoleń kości,
biodegradowalne pierścienie do zespalania jelit
6. Wszczepy jako nośniki leków – stosowane w celu kontrolowanego
uwalniania leków, stosowane albo jako połączenie wszczepów zastępujących
tkanki, lub samodzielnie
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Biomateiały, T.4, Biocybernetyka pod red. M.Nałęcz
Podział ze względu na zastosowanie:
materiały dla chirurgii twarzowo-szczękowej
u
zupełnianie ubytków pokrywy czaszki oraz jako stabilizatory kości płaskich.
Okres użytkowania nie powinien przekraczaj 2 lat.
http://www.medphys.ucl.ac.uk/mgi/treacher.htm
http://www.medscape.com/viewarticle/472974_4
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
11
Podział ze względu na zastosowanie:
materiały dla stomatologii
i
mplanty zębowe, materiały na mostki oraz wypełnienia.
Od materiałów tej grupy wymaga się wysokiej wytrzymałości na ścieranie,
odporności korozyjnej oraz określonych, trwałych cech estetycznych.
W przypadku wszczepów materiały powinny ulegać stopniowej resorpcji by utworzyć
jednocześnie trwałe połączenie z tkanką kostną.
http://www.uniteddentaldc.com/listings1.nxg
http://www.drlaurazanelli.com/DentalImplants.html
http://www.genesis.info.pl/uslugi/zamki.html
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Podział ze względu na zastosowanie:
materiały dla laryngologii -
rekonstrukcja krtani i tchawicy.
Właściwości implantu powinny być zbliżone do tkanki chrzęstnej.
Materiał powinien cechować się dużą bioinertnością oraz
sprężystością (kompozyty węgiel-węgiel, silikonowe).
materiały dla okulistyki
– soczewki kontaktowe, keratoprotezy.
Materiały te powinny charakteryzować się dużą przepuszczalnością
tlenu, dobrą zwilżalnością, odpornością na proteiny i śluz
zawarte we łzach oraz odpornością na osadzanie się lipidów na
powierzchni soczewki.
http://eyeconcern.com/services
http://www.okulary-soczewki.infnews.pl
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
12
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
SOCZEWKI KONTAKTOWE
1508r. Leonardo da Vinci – koncepcja soczewek kontaktowych;
1888r. Adolf Fick – 1 konstrukcja soczewki kontaktowej (szkło 18–21mm);
1936-1948 – soczewki z tworzyw sztucznych (PMMA),
obecnie najczęściej akrylowe i silikonowe
Podział ze względu na zastosowanie:
materiały mające kontakt z krwią
materiały dla kardiochirurgii do zastosowań jako: sztuczne serce, zastawki serca,
stenty wieńcowe, protezy naczyniowe.
Do tej pory nie wytworzono materiału o pełnej zgodności biologicznej z krwią.
Polskie sztuczne serce POLTAH
http://www.polskieserce.pl/opolskimsercu.html
http://www.drmcdougall.com/misc/2006nl/sept/angio.htm
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
13
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
SZTUCZNE SERCE
1628r. Wiliam Harvey - opisał pracę serca jako pompę
1881r. Etiene Jules-Marey - „prototyp” sztucznego serca
1938r. Charles Lindbergh i Alexis Carrel - „The Culture of Organ”
1950r. Dr Paul Winchell - 1 patent dotyczący konstrukcji sztucznego serca
1957r. Dr Willem Koffl – 1 udana operacja wszczepienia sztucznego serca
Podział ze względu na zastosowanie:
materiały dla ortopedii i traumatologii
wszczepy biostatyczne oraz biomechaniczne:
wkręty, płytki kostne, śruby - okres ich przebywania nie powinien przekraczać 2 lat.
endoprotezy stawów oraz stabilizatory kręgosłupa - okres ich przebywania znacznie
dłuższy
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
14
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY WCZORAJ I DZIŚ
1891r. Thodore Gluck – 1 endoproteza stawu biodrowego z kości słoniowej
lata1920-1950 – dalsze próby konstrukcji
1948r. Marius Shmith-Petersen - f Organ”
1950r. Dr Paul Winchell - 1 patent dotyczący konstrukcji sztucznego serca
1957r. Dr Willem Koffl – 1 udana operacja wszczepienia sztucznego serca
Podział ze względu na zastosowanie:
materiały dla ortopedii i traumatologii
wszczepy biostatyczne oraz biomechaniczne:
wkręty, płytki kostne, śruby - okres ich przebywania nie powinien przekraczać 2 lat.
endoprotezy stawów oraz stabilizatory kręgosłupa - okres ich przebywania znacznie
dłuższy
materiały do leczenia oparzeń i zranień
sztuczna skóra, przeszczepy regenerujące, nici chirurgiczne, kleje
Materiały te nie powinny wywoływać niekorzystnych reakcji, mogą ulegać
stopniowej degradacji w środowisku tkankowym.
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
15
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
NICI CHIRURGICZNE
Egipcianie, Grecy -
Nici lniane i pochodzenia zwierzęcego, srebrne,
metalowe (w średniowieczu)
130 A.D. Galen of Pergamon – złota nić
……..
1826r. Henroz – 1909r.Humera Hultl, pierwszy szew mechaniczny
Podział ze względu na zastosowanie:
materiały dla chirurgii plastycznej (bioestetyczne)
materiały na protezy kończyn, moczopłciowe, piersi, ucha oraz innych narządów
zewnętrznych, których brak nie zagraża bezpośrednio zdrowi pacjenta, lecz wywołuje
dyskomfort. Głównym wymaganiem jest odpowiedni wygląd oraz brak reakcji
alergicznych.
materiały dla instrumentarium chirurgicznego
materiały, które podlegają nieregularnej eksploatacji. Posiadają bezpośredni kontakt
ze środowiskiem tkankowym oraz lekami. Materiał powinien charakteryzować się
odpowiednimi właściwościami mechanicznymi i korozyjnymi oraz łatwością
sterylizacji.
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
16
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Podział ze względu na pochodzenie:
1. NATURALNE – pochodzenia ludzkiego lub zwierzęcego, które stanowią
głównie „zdewitalizowane” i poddane różnej preparacji tkanki
2. POLIMERY NATURALNE
kolagen, jedwab, fibrynogen, chityna, celuloza….
3. POLIMERY SYNTETYCZNE
poliamidy, poliestry, pochodne kwasu poliglikolowego, PMMA, PE, PL, PGL,
żywice epoksydowe, poliuretany…..
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
POLIMERY
17
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Podział ze względu na pochodzenie:
1. NATURALNE – pochodzenia ludzkiego lub zwierzęcego, które stanowią
głównie „zdewitalizowane” i poddane różnej preparacji tkanki
2. POLIMERY NATURALNE
kolagen, jedwab, fibrynogen, chityna, celuloza….
3. POLIMERY SYNTETYCZNE
poliamidy, poliestry, pochodne kwasu poliglikolowego, PMMA, PE, PL, PGL,
żywice epoksydowe, poliuretany…..
4. METALE I ICH STOPY
od znanych z niereaktywności metali szlachetnych (złoto, platyna) poprzez stale
austenityczne, stopy na osnowie Co, aż do Ti i jego stopy ……
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
METALE i ich stopy
18
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Podział ze względu na pochodzenie:
1. NATURALNE – pochodzenia ludzkiego lub zwierzęcego, które stanowią
głównie „zdewitalizowane” i poddane różnej preparacji tkanki
2. POLIMERY NATURALNE
kolagen, jedwab, fibrynogen, chityna, celuloza….
3. POLIMERY SYNTETYCZNE
poliamidy, poliestry, pochodne kwasu poliglikolowego, PMMA, PE, PL, PGL,
żywice epoksydowe, poliuretany…..
4. METALE I ICH STOPY
od znanych z niereaktywności metali szlachetnych (złoto, platyna) poprzez stale
austenityczne, stopy na osnowie Co, aż do Ti i jego stopy ……
5. MATERIAŁY CERAMICZNE
materiał, który nie jest ani metalem ani tworzywem organicznym,
fosforany wapnia, HAp, -TCP, ceramika korundowa i cyrkonowa
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOCERAMIKA
19
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Podział ze względu na pochodzenie:
1. NATURALNE – pochodzenia ludzkiego lub zwierzęcego, które stanowią
głównie „zdewitalizowane” i poddane różnej preparacji tkanki
2. POLIMERY NATURALNE
kolagen, jedwab, fibrynogen, chityna, celuloza….
3. POLIMERY SYNTETYCZNE
poliamidy, poliestry, pochodne kwasu poliglikolowego, PMMA, PE, PL, PGL,
żywice epoksydowe, poliuretany…..
4. METALE I ICH STOPY
od znanych z niereaktywności metali szlachetnych (złoto, platyna) poprzez stale
austenityczne, stopy na osnowie Co, aż do Ti i jego stopy ……
5. MATERIAŁY CERAMICZNE
materiał, który nie jest ani metalem ani tworzywem organicznym,
fosforany wapnia, HAp, -TCP, ceramika korundowa i cyrkonowa
6. MATERIAŁY WĘGLOWE
7. MATERIAŁY KOMPOZYTOWE
np. stosowane w stomatologii materiały światłoutwardzalne
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY WCZORAJ I DZIŚ
Istnieją dowody, że szwy stosowano już 32000 lat temu
Papirus pochodzący z 17 wiek p.n.e ”Edwin Smith Papyrus”,
który prawdopodobnie jest kopią
starożytnego podręcznika medycznego (3000-2500 p.n.e.)
opisuje metodę zszywania brzegów rany
Pierwsze szwy chirurgiczne 30000 p.n.e. ?
NATNEWS, 1983, 20(5): 15–7 ; www.touregypt.net/edwinsmithsurgical.htm#Case%20Twenty-Seven
20
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
Przed cywilizacją ….
Kennewick Man,
Waszyngton, USA,
datowany na 9000 lat,
wszczep w tkankę kostną talerza biodrowego
BIOMATERIAŁY WCZORAJ I DZIŚ
Implanty zębowe w wczesnych cywilizacjach
2500 r.p.n.e Egipcianie, Rzymianie,
Chinczyczy i Astekowie, Majowie
drewno, złoto, kość słoniowa, perły,
kamienie szlachetne
ubytki w tkance kostnej i zębinie
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY WCZORAJ I DZIŚ
Hallowell 1759 – połączenie zranionej arterii przy pomocy drzewa i nici;
1860r. - wprowadzenie aseptyki do praktyki klinicznej :
Ignaz Semmelweis (1847) dezynfekcji rąk roztworu chloru w klinikach
położniczych
Joseph Lisner - środek dezynfekcji uważał Lister kwas karbolowy (fenol).
Zalecał stosowanie tego środka w czasie zabiegów i operacji w formie
rozpylonego aerozolu (1867).
21
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY WCZORAJ I DZIŚ
Początek XX wieku – sztuczne materiały do leczenia
1904-1926 – stalowe śruby, druty, płytki do osteosyntezy;
Po II wojnie światowej – epoka chirurgów bohaterów
Sir Harold Ridley – soczewki wewnątrzgałkowe
T.Gluck, M.N. Smith-Petersen, J.Charnley 1920-1950
protezy stawu biodrowego
Albert Hyman 1932 – 1rozrusznik serca
A.Carrel, Blackmore 1942 – pierwsze protezy naczyń
J.Hopps 1949 – rozrusznik serca
C.Hufnagel 1952 – rozrusznik serca
W.Kloff 1957 (w Rosji 1930) – sztuczne serce
J.Gibbon 1964 – 1 płuco-serce
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY WCZORAJ I DZIŚ
Od lat 50 XX wieku – wprowadzanie nowych biomateriałów:
materiały polimerowe, ceramiczne, węglowe i kompozyty
1940r. – 1 stop tytanu wykorzystany w ortopedii
1954r. – silikony jako membrany dializacyjne
1958r. – teflon do pomp insulinowych (Goretex teflon- protezy naczyniowe)
1959r. Akutsu – poliuretany na zastawki serca
Lata 60 XX wieku – powstanie dziedziny inżynieria biomateriałów
1960r. – hydrożele na soczewki kontaktowe
1971r. poly (laktyd/glikolid) PLA/PGA – do zastosowań ortopedycznych,
dopiero w 1991r. Prof. Robert Langer - zastosowanie na stenty naczyniowe
1969r. Levitt – hydroksyapatyt do zastosowań ortopedycznych
1969r. Hench/1976r. – bioszło (45% SiO
2
) w ortopedii
22
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
NAJNOWSZA HISTORIA
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY – pierwsza generacja od 1950r.
CEL: Bioobojętność
Materiały dobierane przypadkowo
Sukcesy przypadkowe a nie planowane
Przykłady:
drewno, złoto, stal, kość słoniowa, sztuczne naczynia krwionośne
wykonane z materiałów, przeznaczonych na spadochrony np.nylon
BIOMATERIAŁY – druga generacja od 1980r.
CEL: Bioaktywność
zaawansowane materiały zapożyczone z innych dziedzin
implanty projektowane dla medycyny, współpraca lekarzy i inżynierów
Przykłady:
stopy tytanu, stopy Co-Cr, Mo, polietylen wysokocząsteczkowy,
bioceramika, sztyczny staw biodrowy, rozrusznik serca
23
BIOMATERIAŁY – pierwsza generacja od 2000r.
CEL: Bioaktywność i regeneracja tkanek
Bioinżynieria materiałów, materiały projektowane w celu wywołania
określonej reakcji komórkowej,
Bioinżynieria powierzchni,
Biomimetyczna mirostruktura,
Przykłady:
• integra – sztuczna skóra,
• resorbowalny cement kostny,
• inżynieria tkankowa w stomatologii
i leczeniu ubytków chrząstki i kości,
• narządy hybrydowe, immunoizolacja komórek
• biosensory, nośniki leków i genów
• podłoża 3D do hodowli tkanek – inżynieria tkankowa
• nanotechnologie, nowe materiały i technologie, medycyna regeneracyjna
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY
Wykład nr 2
BIOMATERIAŁY zapotrzebowanie