Click here to load reader

Materiale compozite cu aplicatii medicale

  • View
    481

  • Download
    20

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Materiale compozite cu aplicatii medicale

Text of Materiale compozite cu aplicatii medicale

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 con

Search related