27
Introducere Materialele compozite sunt din ce in ce mai utilizate in aplicatii. Domeniile de utilizare a materialelor compozite s-au inmultit o data cu imbunatatirea proprietatilor materialelor, cum ar fi stabilitatea si adaptarea la mediu, rezistenta la uzura, rezistenta la umezeala etc. In zilele noastre, materialele compozite se pot folosi si ca biomateriale, datorita fibrelor biocompatibile pe care acestea le contin. A fost dezvoltat un numar mare de implanturi si dispozitive pentru domeniul ortopedic, iar in cazul stomatologiei s-au dezvoltat numeroase aplicatii. Pe langa biocompatibilitate, in cazul aplicatiilor dentare un rol important il are si aspectul estetic. In domeniul ortopedic, materialele compozite au fost folosite in cazul protezelor de sold, de genunchi, inlocurii de oase , pentru lucrari la nivelul coloanei vertebrale etc. In cazul materialelor folosite pentru implanturi, proprietatile mecanice sunt foarte importante, astfel incat materialele sa se poata adapta si sa reziste in organism. In orice caz, materialele compozite utilizate pentru aplicatii ortopedice trebuie sa prezinte o biocompatibilitate mai ridicata decat in cazul materialelor folosite pentru aplicatiile dentare, deoarece aceste materiale sunt implantate in interiorul organismului pacientului si au un contact cu tesutul viu pe termen lung. Activitatea stomatologica moderna vizeaza trei directii distincte: preventive, corectiva si restaurativa, aceasta din urma avand o pondere importanta. 1

Materiale compozite cu aplicatii medicale

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Materiale compozite cu aplicatii medicale

Citation preview

Introducere

Materialele compozite sunt din ce in ce mai utilizate in aplicatii. Domeniile de utilizare a materialelor compozite s-au inmultit o data cu imbunatatirea proprietatilor materialelor, cum ar fi stabilitatea si adaptarea la mediu, rezistenta la uzura, rezistenta la umezeala etc. In zilele noastre, materialele compozite se pot folosi si ca biomateriale, datorita fibrelor biocompatibile pe care acestea le contin. A fost dezvoltat un numar mare de implanturi si dispozitive pentru domeniul ortopedic, iar in cazul stomatologiei s-au dezvoltat numeroase aplicatii. Pe langa biocompatibilitate, in cazul aplicatiilor dentare un rol important il are si aspectul estetic. In domeniul ortopedic, materialele compozite au fost folosite in cazul protezelor de sold, de genunchi, inlocurii de oase , pentru lucrari la nivelul coloanei vertebrale etc. In cazul materialelor folosite pentru implanturi, proprietatile mecanice sunt foarte importante, astfel incat materialele sa se poata adapta si sa reziste in organism. In orice caz, materialele compozite utilizate pentru aplicatii ortopedice trebuie sa prezinte o biocompatibilitate mai ridicata decat in cazul materialelor folosite pentru aplicatiile dentare, deoarece aceste materiale sunt implantate in interiorul organismului pacientului si au un contact cu tesutul viu pe termen lung. Activitatea stomatologica moderna vizeaza trei directii distincte: preventive, corectiva si restaurativa, aceasta din urma avand o pondere importanta. In stomatologie se foloseste o gama larga de material, de tipul: metale (de exemplu: aur), aliaje (amalgamele), polimeri organici (cum sunt rasinile metacrilice), ceramica(de exemplu: portelan, ceramica zirconica), biocompozite, cum sunt liantii minerali (ciment zinco-fosfatic, silico-fosfatic etc.)

IstoricImplanturi dentare Utilizarea materialelor stomatologice este cunoscuta din timpuri stravechi. De exemplu, descoperiri arheologice au dovedit utilizarea materialelor pentru restaurari dentare datand din perioada Egiptului antic: proteze realizate din fire de aur, os de bou sau lemn. De asemenea, utilizarea cimenturilor dentare in sfera cavitatii bucale este foarte veche, dovezi in acest sens fiind unele incrustatii de jad, pirite si turcoaze fixate cu diferiti lianti in lacasuri preparate pe fata vestibulara a incisivilor, descoperite de catre arheologi in zonele unde a locuit populatia Maya (era precolumbiana); liantii folositi nu au putut fi bine elucidate, din punctul de vedere al naturii lor, nici pana in present. Conform relatarilor lui Hsi Tang, datate cu 600 de ani i.H., in China se utiliza pentru obturarea dintilor o pasta de Ag-Sn-Hg, material ce poate fi considerat precursorul amalgamelor din zilele noastre. Amalgamele au inceput sa fie investigate din 1884, atat din punctual de vedere al proprietatilor, cat si al posibilitatilor de utilizare in stomatologie, ca materiale de umplutura si de izolare a radacinilor dentare. Ele au fost dezvoltate mai tarziu , din punct de vedere compozitional, de catre dr. G.V. Black (1895), Hippels (1914) si Garvin (1919). Din cauza caracteristicilor estetice inferioare ceramicilor si compozitelor, amalgamele sunt acum utilizate limitat, ca materiale de umplere, pentru restaurari ale dintilor posteriori. In secolul al XVIII-lea, materialele dentare restaurative au cunoscut o perioada de renastere, ca rezultat al necesitatii restaurarii si eventual inlocuirii dintilor cariati sau supusi diferitelor trauma, a gingiilor bolnave si, nu in ultimul rand, din considerente legate de caracteristici estetice adecvate. Astfel ceramicile dentare au calitatea de a imita dintii naturali, aflandu-se printer primele materiale dentare utilizate, incepand inca din 1792, nu doar pentru restauratii, ci si pentru obtinerea dintelui ca atare. Portelanul dentar, unul dintre materialele ceramic care a cunoscut o dezvoltare remarcabila, a inceput sa fie studiat inca din 1774 de catre Alexis Duchateau, un farmacist parizian. Astazi, portelanul dentar este un material frecvent utilizat in stomatologia restaurativa. Utilizarea cimenturilor dentare in stomatologie, dateaza din 1832. La inceputul secolului al XX-lea (1903) au aparut cimenturile translucide cimenturile silicatice, fiind folosite la obturarea dintilor frontali.

Implanturi ortopedice1741- Nicolas Andry a creat cuvantul ortopedie plecand de la cuvintele grecesti orthos care inseamna drept si paideion care inseamna copil. El a folosit acest cuvant pentru prima oara in cartea sa : Ortopedia sau arta de a corecta si de a preveni deformarile scheletului in cazul copiilor ;1780- a fost infiintat primul institut de catre parintele ortopediei, Jean-Andre Venel. Acesta a reprezentat si primul spital pentru tratarea deformarilor scheletului ;1851- chirurgul olandez Antonius Mathysen a folosit ghipsul ca instrument pentru tratarea fracturilor osoase la exterior;1870- descoperirea tehnicilor antiseptice de catre Joseph Lister au deschis calea pentru utilizarea metalelor in interiorul organismului pentru intarirea structurilor osoase;1886- doctorul german H.Hansmann a folosit pentru prima oara placi de metal in interiorul organismului. In acest moment placile erau realizate din otel, mai tarziu descoperindu-se ca acestea erau incompatibile cu tesutul uman;1891- a fost realizat primul sold artificial de catre profesorul german Themistocles Gluck ;1895- inventarea razelor X a dus la inovarea aplicatiilor ortopedice;1926- au inceput sa se produca materiale pentru implanturi din otel inoxidabil;1936-a fost introdus aliajul de cobalt;1960- a fost realizata prima inlocuire totala de sold de catre John Charnley .

Generalitati Obiectivul fundamental al protezelor si implanturilor este de a inlocui structurile distruse sau pierdute cu materiale care permit restabilirea functiei tesutului, precum si al aspectului acestuia. Pentru realizarea acestui obiectiv sunt necesare mai multe tipuri de materiale in functie de cat de deteriorat este tesutul. Fiecare material utilizat in implanturi are diferite proprietati care il fac sa fie mai adecvat pentru diferite aplicatii. Un biomaterial (constituit ca definire din prefixul bio si substantivul material), reprezinta un material sintetic sau natural (exceptie cel produs de organismal uman) utilizat pentru a restabili sau inlocui functia unui tesut viu, care vine in contact cu fluidul fiziologic in mod continuu sau intermitent. Un biomaterial trebuie sa indeplineasca o serie de cerinte pentru a corespunde functiei de utilizare: -sa fie biocompatibil bioactive, bioinert sau biotolerant, deci sa indeplineasca o anumita functie in mediul fiziologic, fara sa produca vreun efect nociv (de tip toxic, alergic, cancerigen) asupra tesuturilor vii, deci sa provoace, in acelasi timp, un raspuns adecvat din partea organismului; este cunoscut faptul ca nici un material strain implantat intr-un organism viu nu este complet acceptat, singurele substante care raspund complet acestei cerinte fiind cele produse chiar de organism, deci de natura autogena. Orice alta substanta este recunoscuta ca straina si va initia o serie de reactii care sa permita integrarea acesteia. Provocarea pentru cercetatorii din domeniul biomaterialelor este ca, utilizand spre exemplu instrumentele furnizate de nanotehnologii, sa reuseasca sa pacaleasca organismele vii, astfel incat acestea sa recunoasca materialele straine implantate ca biogene si autogene; -sa fie stabil biochimic, deci sa nu sufere procese de degradare in timp, in contact cu mediul fiziologic; -sa aiba proprietati mecanice (rezistenta la rupere, uzura, oboseala, forfecare etc.), asemanatoare cu cele ale tesutului substituit, pentru a putea prelua in conditii optime functia mecanica a acestuia. Biomaterialele stomatologice sunt cunoscute si sub denumirea simpla de materiale dentare. Functia de utilizare a unui biomaterial, in particular, a celor folosite in stomatologie si ortopedie, este asigurata de un ansamblu de proprietati, alcatuit din caracteristicile fizico-mecanice, estetice, reactivitatea chimica si integritatea biologica, demonstrate in timp. Informatiile oferite in acest sens de firma producatoare, ca rezultat al numeroaselor testari de laborator effectuate, sunt menite sa ajute medicul in alegerea unui anumit material pentru o anumita aplicatie. Anterior fabricarii lor la scara larga in vederea comercializarii, materialele, proiectate si realizate, sunt supuse unor teste efectuate in vitro ( mediu ce simuleaza conditiile in care vor fi puse in lucru si vor functiona) si in vivo (in mediul real teste efectuate de regula pe animale). Aceste teste sunt obligatorii deoarece, pe langa caracteriscile fizico-chimice, se stabileste biocompatibilitatea fata de tesuturile organismului. Asupra materialelor stomatologice din cavitatea bucala actioneaza o serie de factori mecanici, chimici, si microbieni, care conduc la deteriorarea proprietatilor lor si, in timp, la deteriorarea materialului ca atare. Intensitatea cu care actioneaza acesti factori depinde atat de material, cat si de organism variatii ale conditiilor din mediul bucal. Factorii mecanici sunt reprezentati de presiunile ocluzale, determinate de contractile muschilor ridicatori ai mandibulei care pot deforma (elastic, plastic) sau chiar pot duce la fracturarea materialului stomatologic. Factorii chimici sunt reprezentati de insusi lichidul din cavitatea bucala, cu un pH variabil, influentat in mod important de natura alimentelor consummate. Factorii microbieni rezida in flora microbiana din cavitatea bucala; actiunea acesteia are ca rezultat, pe langa modificarea culorii lucrarilor stomatologice si reducerea rezistentei fizico-chimice.

Materiale compozite

Materialele compozite sunt foarte des intalnite in natura. Oasele, de exemplu, contin colagen ca proteina constituenta si un material mineral, apatitul. Lemnul este constituit din fibre rezistente si flexibile de celuloza unite de fibre de lignina, care ii confera materialului rigiditate. Nu este de mirare faptul ca omul a incercat sa imite natura prin combinarea a doua materiale pentru a realiza un material compozit, ori pentru a imbunatati proprietatile unuia dintre constituent, ori pentru a crea un material cu proprietati diferite fata de constituentii sai. Nu este surprinzator nici faptul ca materialele compozite si-au gasit aplicatii si in domeniul stomatologic, datorita faptului ca materialele deja existente aveau proprietati limitate si, in acelasi timp, datorita conditiilor mediului cavitatii bucale care cer ca materialele folosite sa se adapteze.

Clasificarea materialelor compozite

Metode de realizare a materialelor compozite

1.Crearea de aliaje Orice aliaj format din cel putin doua constituente aflate in stari diferite poate fi considerat un material compozit. De exemplu: aliajele eutectice. Aliajele eutectice contin doua sau mai multe materiale si prezinta o compozitie eutectica. Un aliaj eutectic se solidifica/topeste la o temperatura exacta. Transformarile de faza care au loc la solidificarea/topirea unui aliaj eutectic dat pot fi intelese prin trasarea unei diagrame de faza. Aliajele eutectice sunt cele mai fluide si deci au cele mai bune proprietati de turnare. Pericolul de fisurare la cald nu exista in cazul acestor aliaje . 2.Compactarea a doua sau mai multe materiale aflate sub forma de pulberi Un material sub forma de pulbere poate fi presat sub presiune pentru a forma un obiect. Rezultatul acestui proces are o rezistenta foarte scazuta datorita aderentei mici dintre particule. Sinterizarea este o metoda de a realiza obiecte din materiale sub forma de pulbere, prin cresterea adeziunii dintre particule in timp ce acestea sunt incalzite.

3.Acoperire si fixare Un exemplu important al acestei tehnici este acoperirea unui aliaj de aur cu portelan. Aceasta tehnica, atunci cand este folosita in domeniul stomatologiei, urmareste sa obtina atat proprietatile mecanice excelente ale aliajului de aur, cat si aspectul estetic placut conferit de constituent ceramica. 4.Armare cu fibre Probabil cel mai bine cunoscut exemplu industrial al acestei tehnici este folosirea fibrelor de sticla pentru armarea polimerilor. Acest gen de materiale nu au fost prea folosite in domeniul stomatologic, datorita prezentei fibrelor de sticla.

5.Dispersia unui material de umplere intr-o matrice Materiale compozite cu matrice ceramica (MCC) Materialele compozite cu matrice ceramica sunt materiale compuse, constituite din substante anorganice (oxizi, carburi, siliciuri, boruri etc.) consolidate intr-un ansamblu cu elemente de armare sub forma de fibre, granule sau agregate. De exemplu, compozitele ceramice pe baza de fibre sunt formate dintr-o matrice din materiale minerale (ceramica) si fibre de armare (neoxidice : fibre de SiC carbura de siliciu, BC carbura de bor, Si3N4 - nitrura de siliciu, TiB2 borura de titan sau ZrB2 borura de zirconiu; fibre oxidice : Al2O3 - alumina, SiO2 silicea, ZrO2 zirconia; W - wolfram, Mo - molibden, Be - beriliu, otel si fibre de sticla). Materialul de rigidizare este format din fibre de carbon sau fibre ceramice lungi sau scurte.Dezavantajul compozitelor ceramice consta in fragilitatea mare a matricei. Ceramica tehnica este tot mai frecvent utilizata pentru realizarea compozitelor, deoarece aceasta categorie de materiale este caracterizata prin proprietati intrinseci deosebite, datorate in principal legaturilor interatomice.

Materiale compozite de umplere Materialele compozite au reprezentat un pas important in ceea ce priveste restaurarea estetica. In mod normal, utilizarea lor este recomandata pentru restaurarile de gradul III-IV si cateodata in restaurarile de gradul I, atunci cand fortele ocluzale sunt relativ scazute si aspectul estetic este foarte important. Cu toate acestea materialele compozite sunt folosite in peste 20% din situatiile in care sunt necesare restaurari de gradul II.

Cerinte pentru materialele compozite de umplere utilizate:1.Din punct de vedere biologic: sa nu irite, sa prezinte toxicitate scazuta;2.Nu trebuie sa se erodeze sau sa se dizolve in saliva sau in alte lichide si de asemenea este important sa nu absoarba o cantitate mare de apa.3.Proprietatile mecanice trebuie sa fie adecvate astfel incat sa poata rezista presiunilor care apar si trebuie sa fie similare cu cele ale tesutului care este substituit in ceea ce priveste elasticitatea, dar si rezistenta.In ceea ce priveste materialele utilizate in domeniul stomatologic este necesara o buna rezistenta in ceea ce priveste pasta de dinti, dar si la constituentele mancarii este de asemenea importanta.4. Proprietatile termale trebuie sa fie asemanatoare cu cele ale tesutului substituit.5.Proprietatile estetice bune sunt in principal cerute pentru dintii situati anterior (incisivi si canini). Acestea trebuie sa imita perfect culoarea dintelui, transparenta, dar si indicele de refractie. Dupa o anumita perioada de timp, dintii nu trebuie sa prezinte pete sau sa se decoloreze.6.In mod ideal, ar trebui sa se realizeze aderarea materialului compozit la tesutul care ar trebui inlocuit.7.Diferentele in ceea ce priveste dimensiunea intre tesutul natural si cel inlocuit ar trebui sa fie cat mai mici.8. Utilizarea ar trebui sa fie posibila intr-un timp cat mai scurt de la inlocuire.9. Opacitatea materialului ar trebui sa faca mai usoara detectarea cariilor si detectarea cavitatilor incomplet umplute datorita golurilor de aer.10.Din punct de vedere reologic, material trebuie sa aiba o rezistenta adecvata in timp, perioada in care poate aparea o mica schimbare a viscozitatii, urmata de o intensificare rapida. CompozitieComponentele materialelor compozite moderne: -monomeri principali care prezinta o greutate moleculara ridicata; -diluanti (monocare care prezinta o greutate moleculara scazuta); -substante anorganice; -agenti de cuplare pe baza de silan; -agenti de polimerizare; -componente initiatoare (care activeaza); -materiale care se activeaza sub actiunea razelor U.V. ; 1.Monomeri principali Multe materiale compozite sunt bazate pe un sistem aromatic dimetacrilat, monomerul fiind produsul reactiei dintre bisfenol-A si glicidil metacrilat. 2.Substante anorganiceCele mai recente compozite realizate contin fibra de sticla, fosfati sintetici de calciu si siliciu topit.Materialele curente pot contine alumnosilicati, cristale de cuart etc. Acest gen de materiale prezinta urmatoarea compozitie: SiO2-50%; BaO-33%; Ba2O3-9% si Al2O3-8%. Multe compozite contin si o combinatie de sticla de bariu cu un al material de umplere.In unele produse este incorporata si sticla de strontiu, care face ca materialul compozit sa fie mai usor de lustruit.Recent s-a dezvoltat un numar de produse care contin materiale de umplere cu o marime de aproximativ 0,05 m, care sunt in contrast cu alte materiale ce au in mod normal 10-40 m. Aceste materiale de umplere de dimensiuni foarte mici sunt realizate din siliciu.Cantitatea de material de umplere este foarte importanta. Compozitele care prezinta particule mari contin in general ( ca greutate) 78% material de umplere. Insa exista si compozite utilizate pentru diferite restaurari care pot sa contina pana la 87% material de umplere. Cu toate acestea, produsele care contin dioxid de siliciu microfin, prezinta o cantitate mai mica de umplutura anorganica. Insa este dificil tehnic de adaugat cantitati mari de dioxid de siliciu microfin unui monomer fluid, de exemplu, deoarece acesta actioneaza ca un agent de ingrosare. Este normal ca materialul de umplere sa fie preparat intr-o matrice care va fi mai tarziu incorporata intr-un monomer. In ziua de azi, compozitele contin SiO2 microfin in procente masice de la 25 la 63%.Efectele materialelor de umplere anorganice asupra proprietatilor compozitelorIncorporarea materialelor de umplere anorganice au urmatoarele efecte asupra unui material compozit:- ii imbunatatesc proprietatile mecanice, cum ar fi rezistenta, elasticitatea si duritatea;- reducerea coeficientului de dilatare termica;- au o contributie importanta in ceea ce priveste aspectul estetic;- reduc capacitatea de contractie a materialului;- se degaja mai putina caldura in cazul polimerizarii;- compozitul devine opac daca este folosita sticla de bariu sau strontiu.Clasificarea materialelorMaterialele pot fi clasificate in patru grupuri, aceasta clasificare bazandu-se pe tipul si pe cantitatea de material de umplere pe care il contin. Materiale cu particule mari:-prezinta o marime a particulei de aproximativ 15-35 m;-contin 78% procente masice de material de umplere;-sunt greu de lustruit,prezinta o suprafata abraziva,au proprietati mecanice bune. Materiale cu particule fine:-prezinta o marime a particulei de aproximativ 1-8 m;-contin intre 70-86% procente masice de material de umplere;-prezinta proprietati mecanice bune si o capacitate de lustruire superioara materialelor cu particule mari. Materiale cu particule microfine-prezinta o marime a particulei de 0.04 m;-contin intre 25-63% procente masice de material de umplere;-sunt usor de obtinut si isi mentin o suprafata neteda, care nu produce efecte electrostatice. Cu toate acestea proprietatile mecanice sunt mai scazute; rezistenta la uzura este scazuta, se contracta mai usor la utilizare si absorb mai usor apa. Ultima categorie este reprezentata de amestecul de materiale de umplere-prezinta o marime a particulei intre 0.04-5 m;-acest gen de materiale au fost realizate in speranta de a obtine beneficiile mai multor tipuri de materiale de umplere.

3.Agenti de cuplare pe baza de silan Este important pentru consolidarea unui compozit cu un material de umplere ca acestea doua sa fie lipite (legate impreuna). Pentru aceasta materialul de umplere trebuie tratat cu agenti de cuplare pe baza de silan.4.Componente initiatoarePot fi utilizate amine tertiare sau peroxidul de benzoil.5.Materiale care se activeaza sub actiunea razelor U.V.La aplicarea radiatiilor U.V. , energia este absorbita si radicalii liberi sunt generati fapt care conduce la initierea polimerizarii.Pentru a preveni decolorarea o data cu timpul a materialelor compozite, sunt incorporati compusi care absorb radiatia electromagnetica. Acest fapt a fost demonstrat clinic.

Criterii de selectare a materialelor

1.Materiale de umplere microfine versus materiale de umplere conventionaleMaterialele de umplere microfine prezinta de avantajul de a avea si de a mentine o suprafata mai estetica, iar materialele de umplere conventionale prezinta proprietati mecanice mai bune, dar un coeficient de dilatare mai scazut.2.Diferentele care apar intre materialele microfine in ceea ce priveste proprietatile acestora.

Aplicatii ale materialelor compozite Ortodontia este un domeniu special al stomatologiei, care se ocupa de prevenirea si tratarea iregularitatilor dentare si faciale. Domeniul ortodontiei se ocupa cu indreptarea dintilor prin mutarea treptata a maxilarului si al dintilor la locurile lor. Un ortodontist foloseste diverse dispozitive de corectie (aparate dentare) pentru a preveni si corecta problemele cauzate de muscatura incorecta (malocluzie). Astazi sfera ortodontiei a atins progrese remarcabile. Alegerea este atat de larga incat e usor sa te pierzi in diferite caracteristici si tipuri de aparate existente. Cuvantul Bracket din engleza se traduce ca paranteza sau croset. Prin intermediul bracketilor atasati de dinti sarma fixata in cavitatea bucala transmite forta programata a aciona in directia necesara miscarii dintelui n pozitie corecta.

Bracketii din ceramica sunt constituiti din materiale compozite, foarte puternice si in general rezistente la patare. Ceramica este adesea preferata, deoarece nu iese atat de mult in evidenta, sau aproape nu se vede. Legaturile elastice care tin legate sarmulita metalica de bracketi poate fi alba sau transparenta. Acestea se pot pata in timp, de aceea trebuiesc evitate alimentele problematice in acest sens.

Argumente pentru: - Se confunda cu majoritatea dintilor naturali, mai ales daca nu sunt foarte albi. Nu se observa de la distanta sau in fotografii. - Unele persoane se simt mai comfortabil si cred ca irita gingiile mai putin decat bracketii metalici. - Bracketii din ceramica sunt destul de puternici si nu se rup sau aluneca de pe dinti.

Argumente impotriva: - Legaturile elastice se pot pata, afectand estetica aparatului, insa se schimba la fiecare ajustare. - Bracketii ceramici sunt de regula mai costisitori decat cei metalici. - Tratamentul poate dura cu cateva luni mai mult la bracketii ceramici. - Din punct de vedere estetic, sunt putin mai mari decat bracketii metalici. - In cazul unor probleme severe, de cele mai multe ori medicul va evita bracketii ceramici, datorita faptului ca nu sunt destul de rezistenti pentru tratamentele complexe.In domeniul chirugiei ortopedice Cele mai spectaculoase utlizari ale compozitelor se gasesc in protezarea articulara totala, sub forme de tije femurale, ceramica bioactiva si cimenturi osoase. Tot in acest domeniu sunt utilizate pe larg placutele si dispozitivele de fixare a fracturilor, confectionata din compozite metalo-ceramice. Justificarea utilizarii materialelor compozite sub forma de componente protetice (si mai ales in cazul tijei femurale), consta in aceea ca ranforsarea cu fibre asigura proprietati mecanice apropiate de a metalelor, dar in acelasi timp flexibilitati mult mai mari. Modulele de elasticitate ale materialelor compozite pot fi realizate in limite de valori largi, chiar apropiate de ale oaselor naturale, dar cu rezistenta la uzura si oboseala mult mai mari. Materialele ceramice compozite cele mai indicate pentru protezarea articulara sunt:-pentru tija femurala a articulatiei de sold: sistemul matrice polimerica ranforsata cu fibre de carbon (mai ales grafit), cel mai utlizat fiind compozitul Kevlar ( poliamida ranforsata cu fibre de carbon);-pentru capul sferic al tijei femurale, literatura de specialitate recomanda materiale ceramice pe baza de alumina acoperita cu un strat superficial din sistemul grafit-carbura de siliciu, ansamblul compozit se realizeaza prin procedee speciale.

In tabel sunt prezentate cateva tipuri de compozite polimer-ceramice utilizate in ortopedia protezelor articulare:

Compozitele pe baza de carbon prezinta inalte proprietati de biocompatibilitate, cele mai studiate materiale sunt compozitele carbon-carbon ( matricea din carbon ranforsata cu fibre de carbon).

In domeniul medicinei stomatologice Grupa materialelor restaurative cuprinde o serie de biocompozite ceramo-polimerice, cimenturi ceramo-ionomerice) si amalgamele dentare, acestea din urma fiind compozite metalice. Compozitele ceramice dentare manifesta unele proprietati de exceptie pentru uzul stomatologic restaurativ si anume: se intaresc la temperatura cavitatii bucale; culoarea lor imita in mare masura culoarea emailului dentar natural; dupa intarire, devin materiale dure, cu proprietati mecanice apropiate de ale emailului dentar natural.

Utilizarea materialelor compozite in fatetare

Cand vorbim de fatetare, vorbim de fapt de dintii frontali ce pot fi fatetati fie utilizand materiale compozite, fie cu ajutorul unor fatete ceramice. In ambele cazuri dintele ce urmeaza a fi fatetat necesita o preparare prealabila care consta in indepartarea prin slefuire a stratului de smalt de pe fata lui externa. In cazul utilizarii materialelor compozite fatetarea se face intr-o singura sedinta. Desi in comparatie cu fateta ceramica, cea din material compozit prezinta avantajul unui timp relativ scurt de realizare, ea prezinta si o serie de dezavantaje cum ar fi: instabilitate coloristica si volumetrica in timp si imposibilitatea unei finisari asemenea celei ceramice. Se utilizeaza in zona frontala pentru a restabili factorul estetic, se recurge la indepartarea minima de substanta dura de pe suprafata dintelui, dupa care se va realiza o fateta subtire de aproximativ 0,5 mm grosime. Aceasta se va cimenta pe suprafata preparata anterior. Avantajul acestei tehnici consta in faptul ca indepartarea de substanta este minima, timpul redus de lucru si o estetica de invidiat. Se pot trata dinti cu fracturi coronare, dinti colorati, dinti afectati de procese carioase sau usor malpozitionati. Fatetele ceramice pot fi utilizate cu succes atunci cand exista: spatii interdentare inestetice, "inghesuiri" dentare minore si moderate, coloratii intrinseci reduse si medii (tetraciclina si fluoroza), dinti cu forme si dimensiuni inestetice, traumatisme dentare sau leziuni carioase insotite de pierderi moderate de substanta dentara. Avantajele fatetelor ceramice: necesita slefuiri minore ale suprafetei exterioare a dintilor (0.6mm), conserva vitalitatea dintilor, sunt fizionomice, neavand infrastructura metalica dintii restaurati nu vor prezenta umbre negre in vecinatatea gingiei, textura si transluciditate similare dintilor naturali, lipsa reactiilor alergice datorita biocompatibilitatii ceramicii dentare, menajarea gingiei in timpul slefuirii, amprentarii si cimentarii, deoarece limita lucrarii poate fi plasata chiar in vecinatatea gingiei (nu necesita "infundarea" limitei lucrarii subgingival pentru mascarea acesteia).

Incheiere

Prin definiie, conceptul de compozit este atribuit unui sistem complex alctuit dinmai multe materiale de natur diferit. n aceast categorie intr o clas foarte vast deprodui. Materialele compozite au fost realizate de om din cele mai vechi timpuri.In multe cazuri, materialele, naturale sau sintetice, se gasesc n combinatie cu alte materiale si nu actionand n mod individual. Este cazul corpului uman, construit din carne i oase sau al betonului armat, unde cimentul este turnat pe un cadru metalic. Compozitele sintetice au aparut prima oara in industria aerospatiala, din necesitatea controlarii si imbunatatirii proprietatilor materialelor, in conformitate cu cerintele impuse de destinatie.Exista mai multe variante de definitie a materialelor compozite. Cea mai cuprinzatoare, caracterizand cel mai bine natura acestora este cea data de P. Mallick. Conform lui Mallick, un material compozit este o combinatie intre doua sau mai multe materiale diferite din punct de vedere chimic, cu o interfata ntre ele. Materialele constituente isi mentin identitatea separata (cel putin la nivel macroscopic) in compozit, totusi combinarea lor genereaza ansamblului proprietati si caracteristici diferite de cele ale materialelor componente in parte. Unul din materiale se numeste matrice i este definit ca formand faza continua. Celalalt element principal poarta numele de ranforsare (armatura) i se adauga matricei pentru a-i imbunatati sau modifica proprietatile. Ranforsarea reprezinta faza discontinua, distribuita uniform in intregul volum al matricei.

19