BIODEGRADACJA
Biodegradacja -to biochemiczny rozkład związków organicznych przez organizmy żywe (bakterie, pierwotniaki, promieniowce, grzyby, glony, robaki) na prostsze składniki chemiczne.
Jest to biochemiczny proces polegający na tym, że rozkład związków organicznych zachodzi dzięki organizmom żywym. Rozkładane są one na związki o wiele prostsze, a spośród takich organizmów wymienić można dla przykładu glony, pierwotniaki oraz grzyby. Biodegradacja jest wykorzystywana między innymi w oczyszczalniach ścieków, dzięki niej szkodliwe odpady można utylizować. Ponadto biodegradacji używa się również przy okazji produkowania wielu materiałów, z których potem wytwarzane są inne rzeczy – ich podstawową zaletą jest biodegradowalność. Dzięki temu szkodliwy wpływ tych materiałów na środowisko naturalne jest znacznie ograniczony, poza tym po wyrzuceniu rozkładają się one w nieporównywalnie krótszym czasie i nie zalegają w przyrodzie przez nie wiadomo jaki czas.
BIOMATERIAŁ – to każda substancja inna niż lek albo kombinacja substancji naturalnych lub syntetycznych, która może być użyta w dowolnym okresie, a której zadaniem jest uzupełnianie lub zastąpienie tkanek narządu, albo jego części lub spełnienie ich funkcji. Powinny:
– Musi być biokompatybilny (nie może wywoływać reakcji obronnej tkanek);
– Może być przy tym neutralny dla organizmu (nie oddziałuje);
– Może być bioaktywny (oddziałuje z tkankami: następuje integracja materiału z tkanką).
– Może być biodegradowalny (rozkładać się w organiźmie);
– Musi mieć odpowiednie właściwości. Np. implant kości nie może być ani słabszy, ani silniejszy niż
kość.
Ceramiczne:
Z porównania różnych biomateriałów stosowanych na implanty wynika, że materiały
ceramiczne są to tworzywa kruche o małej wytrzymałości na zginanie. Są nieodporne na obciążenia dynamiczne i nie wykazują odkształcalności. Duża twardość oraz odporność na ścieranie oraz korozje w środowisku tkanek i płynów ustrojowych minimalizują, lecz nie eliminują zużywania się materiałów
bioceramicznych po długotrwałym użytkowaniu.
Produkty zużycia tej grupy materiałów nie wywołują znacznych odczynów toksycznych i alergicznych, co decyduje o dobrej biotolerancji bioceramiki w organizmie.
Największą zaletą bioceramiki jest to, że przy odpowiedniej porowatości powierzchni wrasta w nie tkanka. Do porów o regulowanej wielkości wrastają unaczynione tkanki miękkie oraz kapilary z osteocytami. Na bazie więc ceramicznego rusztowania rozwija się nowa, zregenerowana kość. Bioceramika ponadto ma porównywalną z kością gęstość i współczynnik tarcia.
Bezporowata ceramika z kolei znalazła zastosowanie na elementy endoprotez stawowych, w szczególności na główki osadzone na trzpieniu.
Wyróżnia się trzy kategorie materiałów bioceramicznych
Materiały ceramiczne resorbowane w organizmie.
Materiały z kontrolowaną reaktywnością powierzchniową.
3. Biomateriały obojętne.
BIOMATERIAŁY WĘGLOWE
dobra biozgodność w środowisku tkanek.
obojętność elektryczna warunkująca dobrą hemozgodność.
dobre własności fizykochemiczne.
odporność na działanie promieniowania jonizującego i niejonizującego.
Biomateriały węglowe jako materiały funkcjonalne można podzielić na:
Warstwy węglowe.
Materiały kompozytowe.
Implanty węglowe stosowane są głównie na protezy ścięgien oraz wiązadeł, elementy zespalające kości.
Polimery biodegradowalne - to tworzywa sztuczne powstałe w procesie polimeryzacji mające właściwość biodegradacji czyli rozkładu biologicznego.
Tworzywa biodegradowalne wytwarza się z surowców odnawialnych, takich jak cukry pochodzące z kukurydzy, albo z surowców petrochemicznych. Polimery biodegradowalne można przetwarzać stosując większość standardowych technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych, włącznie z termoformowaniem, wytłaczaniem, formowaniem wtryskowym i rozdmuchowym. Większość tworzyw biodegradowalnych należy do klasy poliestrów, choć kilka uzyskiwanych jest z innych materiałów, takich jak modyfikowana skrobia. Podczas gdy poliestry aromatyczne, takie jak politereftalan etylenu (PET), mają dobre właściwości mechaniczne, są raczej odporne na działanie mikroorganizmów. Poliestry alifatyczne z kolei są bardziej podatne na rozkład, ale nie są tak wytrzymałe jak ich aromatyczne pochodne. Aby poprawić właściwości fizyczne biodegradowalnych poliestrów alifatycznych wbudowuje się czasem w ich strukturę fragmenty aromatyczne.
W implantologii polimerami biodegradowalnymi nazywa się tworzywa sztuczne, które podlegają rozkładowi w organizmie człowieka do substancji nie występujących w nim naturalnie, ale nie powodujących niekorzystnych reakcji. Polimery rozkładające się do substancji występujących w środowisku tkankowym nazywa się bioresorbowalnymi.