Biocompatibilidad de materiales metálicos

7/24/2019 Biocompatibilidad de materiales metlicos

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MATERIALESBIOCOMPATIBLES

Morales Coronado Ana MaraPea Castillo Jonathan Smith

Gamba Romn William Eduardo

Universidad Nacional de Colombia, Sede BogotFacultad de Ingeniera, Departamento de Ingeniera

Mecnica y MecatrnicaGrupo 9


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BIOMATERIALES

Los biomateriales pueden ser considerados comoproductos aptos para ser utilizados en los sereshumanos con fines de tratamiento o alivio de unaenfermedad o lesin, o bien para la sustitucin o

modificacin de su anatoma o de un procesofisiolgico. Incluyen materiales de tipo metlico,cermico y polimrico y las combinaciones deellos llamadas composites.


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ANTECEDENTES

El uso de materiales no biolgicos en al campo dela medicina se remonta al antiguo Egipto y a lascivilizaciones clsicas de Roma y Grecia.

En Europa se empez a emplear oro y plata enreparaciones de defectos dentales.


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Una de las primeras aleaciones usadas fueron lasde CoCr y los aceros inoxidables austenticosdesarrollados hacia 1930.

Per Ingmar Branemark descubri en la dcada delos 60 las propiedades de biocompatibilidad yosteointegracin del titanio.


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Para que un material sea aceptado en su aplicacin comobiomaterial hay que tener en cuenta tres conceptos clave:

Biocompatibilidad : la capacidad del biomaterial paraser tolerado por el organismo o aceptado por el mediobiolgico que lo va a rodear, una vez implantado.

Biofuncionalidad : debe ofrecer la suficienteestabilidad e integridad para mantener unascondiciones ptimas del proceso curativo.

Biodegradacin : considera la descomposicin delmaterial, con rotura de los enlaces y su destruccin omodificacin, en un medio tan agresivo como lo es elorganismo humano.


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CLASIFICACION

A partir del desarrollo de Biomateriales es, esposible definir cuatro fases segn la respuesta delorganismo:

1. Inerte2. Interactivo3. Viable

4. Replante


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ESTUDIOS IN VITRO

suponen la utilizacin de cultivos de clulas,tejidos u rganos y de muestras biolgicasconexas para caracterizar el efecto del patgeno(infeccioso)en el husped.

permiten relacionar rpidamente lascaractersticas de una respuesta biolgica encondiciones controladas.

No se pueden relacionar directamente los efectos

observados en clulas y tejidos aislados con lascondiciones patolgicas que se presentan enpersonas intactas.


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BIOMATERIALES METLICOS

Los metales y aleaciones se emplean, bsicamente, enimplantes estructurales, a fin de reemplazardeterminados componentes del cuerpo humano, paraaquellas aplicaciones clnicas que requieran soportar

carga.


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Los principales procesos degradatorios queprovocan fallos en el comportamiento del materialson la corrosin, la fatiga, el desgaste y lascombinaciones entre ellos.

Resistencia a la corrosin : el deterioro de unmaterial y de sus propiedades, provocado porreaccin qumica o electroqumica entre dicho

material y su entorno.


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PROPIEDADES EN LA DISOLUCINDE HANK

PH=7,4 aprox


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Resistencia a la fatiga : Los ensayos de fatiga enlos materiales miden su resistencia a la falla

cuando se aplica repetidamente un esfuerzoinferior a su limite de fluencia. En estascondiciones se define la resistencia a la fatigacomo el esfuerzo requerido para provocar la

ruptura por fatiga en 500 millones de ciclos.


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Desgaste de metales y aleaciones : El desgaste seproduce al entrar en contacto dos cuerpos por

medio de una carga que hace que uno se desplacerespecto a otro. Se requiere una fuerza paralela ala superficie de contacto que mantenga lavelocidad constante, superando as la fuerza defriccin. Por ello, para evitar el desgaste debereducirse la fuerza de friccin tanto como seaposible.

En las articulaciones artificiales de cadera o derodilla intervienen conjuntamente componentes

metlicos que se deslizan bajo carga, concomponentes polimricos.


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ALEACIONESCO-CR

Co-Cr-Mo

Co-Ni-Cr-Moalta resistencia acorrosin


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TORNILLOFRACTURAESCAFOIDES

TORNILLOS HERBERT

Material: aleacin de titanio Tornillos de compresin de doble rosca

Fijacin interna r!ida de "ract#ras


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ALEACIONES NITI

Aleaciones con memoria de forma, con buenaspropiedades termo-mecnicas y granbiocompatibildad

Poseen alta flexibilidad, energa recuperable ydeformaciones de hasta un 8 % (sper elasticidad)


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Es usado en caso de unensanchamiento o

abombamiento anormal deuna seccin de un vasosanguneo en el cerebro.


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ACERO 316L

Resistente a la corrosinBajo contenido de carbono

Mas usado en tratamientos de

osteosntesis


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TITANIO


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Ti6Al4V

Excelentes propiedades mecnicas

Resistencia a corrosin

Baja resistencia a desgaste


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PROPIEDADES MECNICAS DEALEACIONES


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BIOCERAMICAS

Las bioceramicas poseen una buenabiocompatibilidad y oseointegracion y, adems,son los materiales ms parecidos al componentemineral del hueso.

Su carcter rgido y quebradizo limita su empleoa aplicaciones que no deban soportar cargas.


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Estructuralmente, las cermicas se puedenclasificar en: solidos cristalinos, solidos amorfoscomo los vidrios y solidos amorfos con ncleos de

cristalizacin caso de las vitroceramicas.

Adems, atendiendo a su actividad qumica en elorganismo humano, se consideran 3 tipos de

bioceramicas:


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CERMICOS BIOINERTES

Estos materiales deben tener una escasainfluencia en los tejidos vivos que lesrodean. Por ello se les exigen variosrequerimientos:

El material es insoluble en el organismo.Cualquier materia desprendida delimplante no afecta a las clulas.

Debe producirse una fuerte y rpida

absorcin de molculas del organismo enla superficie del implante, para asquedar completamente cubierto por eltejido vivo.

FUNDA ZIRCONIO

MONOLTICA


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EL HIDROXIAPATITO

El hidroxiapatito (Ca10 (PO4)6 (OH)2) es elprincipal componente inorgnico de los tejidosduros (huesos y dientes) tanto humanos comoanimales.

Es biocompatible, bioactivo, osteoconductivo,tiene unin directa al hueso, etc., por lo que esampliamente utilizado, particularmente como

material de implante seo.


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VIDRIOS Y VITROCERAMICASBIOACTIVOS

Poseen la capacidad de desarrollar una fuerteunin con el tejido seo.

La unin derivara de una secuencia dereacciones entre el material y el medio fisiolgico,con formacin de una capa intermedia rica enslice, seguida por otra capa exterior de fosfatoclcico.


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POLIMEROS BIOCOMPATIBLES

GORE-TEX combina una gran ligereza, una altaimpermeabilidad, que protege de los efectos del agua,el viento y el fro, y una eficiente transpirabilidad quefacilita la evacuacin de la humedad corporal

ALLODERM. , derivados de tejidos humanos paracumplir con los requisitos de biocompatibilidad y tieneusos como:

Cobertura radicular Aumento de la enca

Aumento del tejido blando en la cresta

Aumento de tejido blando alrededor de los implantes


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En implantes mamarios se usan materiales

donde el exterior es una goma de silicona(elastmero) , que puede ser simple o doble, liso otexturizado o cubierto con espuma depoliuretano.


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RECIENTES DESARROLLOS

Los microchips inteligentes : sistemas queliberaran frmacos en respuesta a sealesqumicas del organismo, de forma que laconcentracin de agente teraputico se

mantuviera siempre en los niveles deseados.


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INTEGRACINCLULAS


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INTEGRACIN CLULAS-PRTESIS


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CONCLUSIONES

La esperanza de vida de la poblacin ha idoaumentando paralelamente a los avances enBiomedicina, en lo cual los materialesbiocompatibles han jugado un papel

fundamental, mejorando el funcionamiento derganos y sistemas o simplemente optimizando elproceso de recuperacin de estructuras talescomo la sea mediante uniones (tornillos)

generalmente de aleaciones de titanio.


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REFERENCIAS

ASM HANdBOOK vol. 1 http://www.unperiodico.unal.edu.co/dper/article/mejoran-el-titanio-para-implantes-ortopedicos.html

http://www.tendencias21.net/notes/Protesis-de-titanio-dotadas-de-propiedades-antibacterianas-reduciran-el-riesgo-de-

infeccion_b6646351.html http://www.monografias.com/trabajos33/implantes-ortopedicos/imp

lantes-ortopedicos.shtml http://

www.revistabienestar.com.co/contenido.php?idt=1&edicion=9&ida

=35 Wilson, J. "Biocompatibility and tissue response to implants".Anales de Qumica. International Edition, 93, 1 (1997).
http://www.monografias.com/trabajos33/implantes-ortopedicos/implantes-ortopedicos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos33/implantes-ortopedicos/implantes-ortopedicos.shtmlhttp://www.revistabienestar.com.co/contenido.php?idt=1&edicion=9&ida=35http://www.revistabienestar.com.co/contenido.php?idt=1&edicion=9&ida=35http://www.revistabienestar.com.co/contenido.php?idt=1&edicion=9&ida=35http://www.revistabienestar.com.co/contenido.php?idt=1&edicion=9&ida=35http://www.revistabienestar.com.co/contenido.php?idt=1&edicion=9&ida=35http://www.revistabienestar.com.co/contenido.php?idt=1&edicion=9&ida=35http://www.monografias.com/trabajos33/implantes-ortopedicos/implantes-ortopedicos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos33/implantes-ortopedicos/implantes-ortopedicos.shtml

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