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Biomateriales. En términos médicos un biomaterial es un compuesto farmacológicamente inerte diseñado para ser implantado o incorporado dentro del sistema vivo. En este sentido el biomaterial se implanta con el objeto de sustituir o regenerar tejidos vivientes y sus funciones.
En realidad son muy pocos los materiales biocompatibles que son aceptados por todo cuerpo, de ahí que no pueda clasificarse un material como tal de forma definitiva. Algunos de los materiales biocompatibles más comunes son el titanio para implantes o el acero.
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Clases
Pueden ser de colocación interna o externa, incluyéndose en esta categoría los materiales dentales que han sido tratados por separado. Actualmente, reparan o reemplazan tejidos naturales dañados en piel o en huesos, y en un futuro se podrán utilizar en tejidos de órganos como el hígado o los riñones.
Los biomateriales son sometidos a situaciones adversas dado que están expuestos de modo temporal o permanente a fluidos del cuerpo, donde se da la corrosión de los componentes del implante, o bien el implante causa el envenenamiento del organismo vivo.
Los biomateriales restituyen funciones de tejidos vivos y órganos en el cuerpo. Por lo tanto es esencial entender las relaciones existentes entre las propiedades, funciones y estructuras de los materiales biológicos dado que las propiedades requeridas de un material varían de acuerdo con la aplicación particular. Es importante admitir que las pruebas fisicoquímicas de los materiales para implante in vivo son casi imposibles. Sin embargo las pruebas in vitro deben ser realizadas antes del implante.
Dispositivos como miembros artificiales, amplificadores de sonido para el oído y prótesis faciales externas, no son considerados como implantes.
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- Los biomateriales de naturaleza polimérica (teflón, nylon, dacron, siliconas) tienen la ventaja de ser elásticos, baja densidad y fáciles de fabricar. Su principal desventaja es la baja resistencia mecánica y su degradación con el tiempo.
- Algunos metales, como los aceros 316, 316 LS y de bajo contenido de carbono, aleacciones de titanio, son frecuentemente usados como biomateriales. Sus principales ventajas son la resistencia al impacto y al desgaste. Sin embargo son de baja biocompatibilidad, factibles de ser corroídos en medios fisiológicos, alta densidad, y dificultad para lograr la conexión con tejidos conectivos suaves.
- Los materiales cerámicos, como el óxido de aluminio, aluminatos de calcio, óxidos de titanio y algunos carbonos son usados como biomateriales. Sus ventajas son la buena biocompatibilidad, resistencia a la corrosión e inercia química. Sin embargo presentan problemas ante esfuerzos de alto impacto, son inelásticos, poseen alta densidad (algunos) y son de difícil producción.
- Los Nuevos Materiales, como los nanocompositos, las cerámicas metal-carbono o metal-nitrógeno, y las alecciones intermetálicas complejas resultan la mayor promesa en cuanto a biocompatibilidad se refiere. Poseen la mayor parte de las ventajas anteriormente mencionadas, siendo actualmente su mayor desventaja la dificultad y costo de síntesis.
Clasificación por su respuesta biológica
Los materiales implantados en un tejido vivo provocan en éste una respuesta biológica en la interfase implante-tejido. Esta respuesta puede ser biocompatible del tipo inerte, reabsorbible o bioactiva, con lo que los materiales biocompatibles pueden clasificarse en:
- Bioinertes, aceptados por el cuerpo y pueden resistir largos periodos de tiempo en un entorno altamente corrosivo de fluidos corporales. Se suelen emplear para implantes permanentes, cirugía maxilofacial y craneal. Pertenecen a este grupo el titanio, el cromo-cobalto y sus aleaciones o materiales cerámicos basados en óxidos de aluminio, circonio y magnesio.
- Bioreabsorbibles o biodegradables, que se diseñan para degradarse gradualmente y ser reemplazados por el tejido huésped. Se emplean en la sutura reabsorbible o en reconstrucciones óseas como material de relleno en cirugía maxilofacial y ortopédica. Existen diferentes polímeros o cerámicas como la hidroxiapatita porosa, el fosfato tricálcico y el cemento de hidroxiapatita.
- Bioactivos, que reaccionan químicamente con los fluidos corporales formando un fuerte enlace interfacial implante-tejido huésped. Se utilizan para implantes dentales y prótesis ortopédicas. Entre estos materiales se encuentran la hidroxiapatita de alta densidad, compuestos de titanio/ hidroxiapatita, vidrios bioactivos o algunas cerámicas vítreas.