MATERIALE METALICE SI ALIAJE UTILIZATE IN MEDICINA

MATERIALE METALICE SI ALIAJE UTILIZATE IN MEDICINANume: BOERIU LOREDANA JITIANU ANDREEA-ADRIANA NAMAESCU ANA-MARIA

AN 2014-2015

CUPRINS

1. DEFINITIE BIOMATERIALE2. DESTINATIA BIOMATERIALELOR3. CLASIFICAREA BIOMATERIALELOR4. PROTEZE DE GENUNCHI5. MATERIALE METALICE PENTRU ARTICULATII6. MATERIALE METALICE UTILIZATE IN OFTALMOLOGIE

1. DEFINITIE BIOMATERIALE

Biomaterialuleste un material sintetic folosit pentru a inlocui o parte a unui sistem viu sau pentru a functiona in stransa legatura cu un tesutul viu.

Biomaterialele reprezinta materiale naturale, sintetice sau compozite, aflate in contact cu tesuturile vii si cu fluidele lor biologice. Ele sunt folosite pentru a ajuta sarcinile tesutului afectat sau functiile afectate ale unui organ bolnav.

2. DESTINATIA BIOMATERIALELOR

Metalele au fost utilizate in chirurgia osoasa.Ulterior, evolutia utilizarii metalelor a cunoscut o dezvoltare rapida, alaturi de materiale ceramice, polimerice si compozite, in cadrul stiintei care s-a conturat ca domeniu de specialitate, si anume STIINTA BIOMATERIALELOR.Metalele sunt unele dintre cele mai folosite biomateriale incazul implanturilor ortopedice, si nu numai. Acestea sunt cunoscute pentru rezistenta mare la uzura, ductibilitate si duritate ridicata.

Cel mai des folosite metale pentru realizarea implanturilor, sunt otelurile inoxidabile, aliajele de cobalt-crom-molibden, titanul si aliajele de tiatan.

Titanul si aliajele acestuia sunt folosite pentru realizarea implanturilor ortopedice, datorita faptului ca proprietatile mecanice ale acestuia sunt asemanatoare cu cele ale tesutului osos.

3. CLASIFICAREA BIOMATERIALELOR

I. Dup origine:Biomateriale naturaleBiomateriale sintetice

II. Dup compozitia chimica:Metale si aliajePolimeriMateriale compoziteMateriale ceramice biomedicale

III. Dup gradul de tolerare in organism:TemporarePermanente

IV. Dup functia pe care o realizeaza: Inlocuire de tesut durInlocuire de tesut moaleBiomateriale cu functii specifice

Dup localizare:Biomateriale intracorporale Biomateriale paracorporale Biomateriale extracorporale

Dup interactiunea cu organismul materiale pot fi:BioinerteBioactiveBiotolerateBioresorbabileHibride

4. PROTEZE DE GENUNCHIProteza de genunchi nu este o simpla balama care sa inlocuiasca articulatia genunchiului, ci inlocuieste doar cartilajul acolo unde este uzat (artroza), conservand la maxim restul structurilor anatomice ale articulatiei, in mod particular ligamentele genunchiului.Protezele de genunchi se caracterizeaza prin diversitatea lor legata de variabilitatea acestei articulatii.

Fixarea protezelor se pate face cu ciment sau fara ciment la os. De asemeni unii chirurgi aleg o tehnica hibrid, adica cimentarea componentei tibiale fara cimentarea componentei femurale.

Protezele unicompartimentale sau protezele partiale asigura inlocuirea suprafetelor articulare uzate in cazul in care artroza afecteaza efectiv compartimentul femuro-tibial intern, mai rar compartimentul femuro-tibial extern si uneori compartimentul femuro-patelar.

5. MATERIALE METALICE UTILIZATE PENTRU ARTICULATIIProprietatile implantologice ale principalelor grupe de materiale metalice:Biocompatibilitatea metalelor utilizate ca implanturi este o proprietate esentiala deoarece metalele pot fi corodate de mediul agresiv al corpului uman, si in consecinta implantul oboseste si - mai grav, produsele de coroziune sunt eliberate in tesuturile vii - ceea ce afecteaza negativ functiile vitale ale organismului.

Otelurile inoxidabile 316 si 316 L(conform ASTM), utilizate ca implante chirurgicale, au proprietati mecanice corespunzatoare dar rezistenta la coroziune in corpul uman in timp este relativa. Utilizarea acestor materiale este acceptabila in confectionarea dispozitivelor chirurgicale temporare si a instrumentarului chirurgical.

Proteze de disc realizate din materiale metalice:

Studiile facute in domeniul protezei de disc intervertebral (Hellier si Hedman) au scos in evidenta faptul ca materialele utilizate in producerea protezei de disc trebuie sa se caracterizeze printr-o inalta rezistenta la oboseala dinamica, echivalenta cu o durata de utilizare de 40 ani, ceea ce ar corespunde la 107 cicluri de extensie-flexie.

Astfel, proteza tip Hedman consta din doua placi metalice unite printr-o balama. Intre placi se gasesc dispuse doua arcuri din aliaje de titan, care furnizeaza o elasticitate corespunzatoare asigurarii mobilitatii anatomice a coloanei.

Placile metalice se fixeaza de tesutul vertebrelor invecinate prin patru perechi de pinteni si doua urechi tip placa, fixate prin suruburi. Dezavantajul principal al protezei Hedman consta in distrugerea tesutului fibros in zona arcurilor.

Proteze articulare ortopedice:Articulatiile anatomice sunt zone de contact intre doua sau mai multe oase, numite si incheietura. Articulatiile sunt de mai multe tipuri, functie de gradele de libertate ale miscarilor si de modul de imbinare a oaselor componente, ca de exemplu: Articulatie de alunecare la care participa suprafete osoase juxtapuse, mai mult sau mai putin plane, ca aceea dintre suprafetele vertebrelor.Articulatie tip balama care permite o miscare redusa (dus intors) ca de exemplu articulatia falangiana.

Articulatie cotilica in care capatul sferic al unui os patrunde in cavitatea cervicala a altui os, aspect ce permite efectuarea de miscari de extensie in toate directiile; ca de exemplu miscarea soldului si umarului.

Articulatie rotativa in care un os cilindric pivot se roteste intr-un inel osteofibros, de exemplu articulatia radioulnara proximala, denumita si articulatie pivot.

7. Materiale metalice utilizate in oftalmologie

Inoftalmologie, rolulpolimerilor sinteticicabiomaterialea impuschirurgia cataracteica una dintre cele mai sigure si mai eficiente forme de chirurgie, din punctul de vedere al rezultatelor clinice si al recuperarii vederii.

Polimeri sintetici utilizati in oftalmologie cu aplicatii optice (lentile intraoculare, lentile de contact) a abordat urmatoarele clase de polimeri:Polimerii acrilici PMMA, copolimerii acrilici hidrofobi, hidrogelurile acrilice;Polimerii siliconiciPoliuretaniiPentru fiecare din aceste clase de polimeri sunt prezentate in continuare aspecte legate de proprietatile generale cat si aplicatiile stricte in oftalmologie.

Polimerii acrilici in oftalmologie

Aplicatiile biomedicale ale polimerilor acrilici in domeniul oftalmologiei se bazeaza in primul rand pe proprietatile lor optice deosebite, respectiv transparenta, si prin urmare sunt folositi la fabricarea de lentile pentru corijarea defectelor optice ale globului ocular. Este vorba de:lentile de contact (care se plaseaza la nivelul suprafetei exterioare a corneei);lentile intraoculare (care substituie functia optica a cristalinului biologic sau o corecteaza, fiind implantate in interiorul globului ocular, in general in interiorul capsulei cristalinului biologic).

Copolimeri acrilici hidrofobi

Lentilele intraoculare foldabile prezinta avantajul unei incizii mult mai mici pentru implantare, cu avantaje deosebite pentru pacient.Pentru a fabrica astfel de lentile au fost utilizate materiale flexibile, cum sunt elastomerii siliconici sau hidrogelurile acrilice. Una dintre firmele producatoare de astfel de lentile, si-a propus obtinerea unui biomaterial pentru lentile intraoculare foldabile care sa aiba aceleasi calitati optice si clinice, sau chiar mai bune decat ale PMMA. Biomaterialul conceput in acest sens este un copolimer acrilat/metacrilat

Hidrogelurile in oftalmologie

Gelurile pot fi chimice sau fizice, in functie de tipul de legaturi dintre catenele macromoleculare. Gelurile chimice prezinta legaturi covalente intercatenare, pe cand gelurile fizice prezinta drept conexiuni intercatenare legaturi de hidrogen.Necesitatea ameliorarii proprietatilor fizico-chimice, biologice si mecanice ale hidrogelurilor a condus la diversificarea gamei de monomeri neutri sau purtatori de sarcini electrice (anionici, cationici), precum si cu grupari susceptibile de reticulare.

Necesitatea ameliorarii proprietatilor fizico-chimice, biologice si mecanice ale hidrogelurilor a condus la diversificarea gamei de monomeri neutri sau purtatori de sarcini electrice (anionici, cationici), precum si cu grupari susceptibile de reticulare.O pondere remarcabila revine monomerilor vinilici:-anionici (derivati ai acidului acrilic);-cationici (derivati ai metacrilatului de -amino-etil);-neutri (metacrilati de: -hidroxi-etil, gliceril, propilenglicol, acrilati, acrilamide);-cu proprietati de reticulare (derivati de dimetacrilat de etilenglicol, metilenbis-acrilamida).

ConcluziiPentru a utiliza un polimer sintetic in aplicatii oftalmologice, trebuie avute in vedere comportamentul acestuia in mediul ocular, din punct de vedere fizico-chimic si al biocompatibilitatii, aspecte ce difera in functie de tipul aplicatiei avute in vedere.Aspectele legate de tehnologia de sinteza si prelucrare a biomaterialelor sintetice in ansamblu trebuie privite si din punct de vedere economic si financiar, intrucat nu orice concept de imbunatatire a performantelor implantului poate fi tradus in practica tehnologica in mod eficient economic pentru producatorul de dispozitive medicale.