Biomaterial

Apa itu biomaterial?

Itu Biomaterial, juga dikenal sebagai bahan biokompatibel, Mereka didefinisikan sebagai zat atau kombinasi zat, alami atau sintetis, yang dapat digunakan dalam sistem biologis untuk waktu tertentu dan dengan fungsi tertentu.

Istilah ini banyak digunakan dalam bidang kedokteran untuk menentukan bahan yang digunakan untuk tujuan terapeutik atau diagnostik, dan juga secara luas diakui dalam bidang ilmu biologis dan kimia, serta dalam rekayasa material.

Dalam waktu dekat printer 3D akan mencetak organ

Penerapan biomaterial dalam kedokteran sangat luas dan, berkat bahan -bahan ini, bidang ini telah mengalami kemajuan penting, memungkinkan peningkatan yang cukup besar dalam kualitas hidup manusia dibandingkan dengan masa lalu.

Demikian pula, bahan -bahan ini juga memiliki aplikasi di bidang ilmu kesehatan lainnya seperti kedokteran gigi, keperawatan dan hewan. Secara khusus, dalam kedokteran biomaterial saat ini digunakan untuk:

• Ganti anggota, area jaringan dan organ tubuh.
• Memperbaiki dan mengobati patah tulang.
• Perbaiki dan ganti bagian gigi.
• Membantu audisi dan visi.
• Menyembuhkan luka, melakukan operasi, memperkenalkan zat ke tubuh.
• "Tingkatkan penampilan tubuh" melalui operasi estetika.
• Meningkatkan fungsi beberapa organ.
• Anomali yang benar.

Penting untuk mengklarifikasi bahwa biomaterial atau bahan biokompatibel berbeda dari bahan biologis, yang diproduksi oleh sistem biologis hidup (kulit, tulang rawan, tulang, arteri, dll.) dan umumnya terdiri dari sel atau produk sel.

Karakteristik biomaterial

Bioimpressor yang mampu mencetak organ hidup. Sumber: андрей иин, cc0, via wikimedia commons

Ada banyak karakteristik yang dimiliki biomaterial dan dalam daftar berikut hanya beberapa dari mereka yang dikelompokkan:

- Mereka adalah zat alami atau buatan (sintetis).

- Mereka secara sistemik dan farmakologis lembam, yang berarti bahwa mereka tidak boleh menyebabkan respons dalam tubuh dan bahwa mereka tidak mempengaruhi jaringan mereka secara negatif.

- Mereka istimewa dan dirancang dengan hati -hati untuk dimasukkan atau ditanamkan dalam makhluk hidup.

- Mereka dapat bersentuhan dengan jaringan hidup (otot, tulang, darah, cairan tubuh, dll.) Tanpa melihat sifat mereka (tergantung pada apa yang dirancang untuk mereka).

- Mereka dipekerjakan untuk menggantikan bagian tubuh manusia.

Itu bisa melayani Anda: kolom winograsky

- Mereka dipekerjakan untuk mengobati berbagai penyakit dan luka (jahitan, kateter, jarum, piring, dll.).

- Mereka juga digunakan dengan aplikasi diagnostik dan penyimpanan.

- Tergantung pada jenis biomaterial, mereka digunakan untuk periode waktu variabel.

- Mereka dapat berupa logam, keramik, polimer atau gabungan (senyawa).

Biokompatibilitas

Salah satu karakteristik paling khusus dari bahan -bahan ini adalah, tanpa keraguan, bahwa biokompatibilitas, yang didefinisikan sebagai kualitas beberapa bahan untuk menghasilkan respons positif oleh sistem biologis yang dengannya mereka bersentuhan untuk memenuhi fungsi spesifik.

Kualitas ini tidak hanya dari sudut pandang biologis, tetapi juga merupakan karakteristik kimia dan mekanik yang mendukung interaksi bahan -bahan ini dengan sistem kehidupan.

Umumnya biomaterial ini tunduk pada tes dan standardisasi yang ketat, hampir selalu tergantung pada waktu dan jaringan yang berpotensi bersentuhan, untuk menghindari penolakan oleh sistem biologis.

Jenis biomaterial

Seiring waktu, berkat kemajuan sains, kedokteran dan rekayasa material, pengembangan biomaterial baru semakin banyak.

Klasifikasi yang paling umum diterima untuk berbagai jenis biomaterial merenungkan 4 kelompok, dipisahkan sesuai dengan karakteristik kimia dan struktural mereka: polimer, logam, keramik dan senyawa.

Biomaterial logam

Mereka adalah biomaterial yang terdiri dari satu atau lebih elemen logam seperti kelompok besi (Fe), nikel (Ni), aluminium (Al), tembaga (Cu), seng (Zn) dan titanium (Ti), dicampur dengan kecil Jumlah elemen non -metalik lainnya seperti karbon (C), nitrogen (N) dan oksigen (O).

Dalam biomaterial logam atau dalam paduannya, atom sangat dipesan, bersatu satu sama lain berkat kekuatan elektrostatik yang menarik antara awan elektronik yang dimuat secara negatif dan ion logam yang dimuat secara positif, seolah -olah elektron bebas berfungsi sebagai "lem" ".

Akibatnya, bahan -bahan ini ditandai dengan menjadi konduktor yang baik dari panas dan listrik, serta untuk kekerasan dan keuletannya.

Dapat melayani Anda: prion

Mereka menderita, bagaimanapun, masalah korosi ketika terpapar kelembaban, air garam, tanah dan jaringan hidup, karena ion logam bereaksi secara spontan dengan oksigen, hidrogen dan garam untuk membentuk oksida logam. Karena alasan ini daya tahan dan pekerjaannya tergantung pada ketahanan korosiasinya.

Ada beberapa kegunaan yang diberikan pada bahan -bahan ini dalam kedokteran untuk menyelesaikan masalah dengan tubuh manusia:

• Amalgam gigi.
• Sekrup stainless steel untuk pemasangan tulang.
• Sampul alat pacu jantung terbuat dari sekutu titanium.
• Stent Koroner terbuat dari campuran titanium dan nikel.
• Prostesis pinggul lengkap yang terbuat dari sekutu kobalt.
• Diantara yang lain.

Biomaterial polimer

Ini adalah bahan, alami atau sintetis, organik atau anorganik, yang dibentuk oleh beberapa unit berulang jenis molekul dan mungkin yang paling sering digunakan dalam pengobatan.

Contoh yang baik adalah nilon, polietilen, polikarbonat, klorida polivinil (PVC), polystyrene dan silikon.

Mereka umumnya sedikit zat reaktif dalam berbagai kondisi: mereka memiliki sedikit konduktivitas listrik dan tidak magnetis. Mereka berbeda dari biomaterial logam dalam banyak karakteristik, terutama dalam fleksibilitas dan kelembutannya, sehingga mereka dapat mengadopsi bentuk yang berbeda.

Lensa kontak terbuat dari biomaterial

Namun, pada suhu yang relatif tinggi, bahan -bahan ini cenderung melembutkan dan/atau terurai atau terdegradasi, sehingga aspek ini dipertimbangkan pada saat menggunakannya untuk tujuan yang berbeda.

Di antara aplikasi yang paling umum adalah lensa kontak, sarung tangan bedah lateks dan jahitan bedah.

Biomaterial keramik

Mereka pada dasarnya adalah bahan anorganik, mereka terdiri dari elemen logam dan non -metalik seperti oksida, nitrida, karbida, garam, dll. Mereka dapat memiliki struktur kristal sepenuhnya atau sebagian, meskipun mereka juga bisa benar -benar amorf.

Bahan -bahan ini umumnya isolator termal dan listrik, karena mereka biasanya tidak memiliki sejumlah besar elektron pengemudi. Mereka juga tahan korosi dan korosi daripada logam. Namun, mereka dapat rentan terhadap degradasi dalam kondisi tertentu.

Dapat melayani Anda: serebrosides

Mereka umumnya sangat kaku dan keras, meskipun jauh lebih rapuh atau rapuh daripada logam.

Aplikasi medis utama dari keramik termasuk lensa korektif, implan gigi, bagian dari prostesis penggantian pinggul, perancah keramik untuk tulang, antara lain.

Biomaterial majemuk

Ini adalah biomaterial yang dibentuk oleh dua atau lebih bahan dari tiga kelompok sebelumnya: logam, keramik dan polimer. Mereka memiliki kombinasi sifat dan karakteristik, karena campuran bahan, yang tidak dapat diperoleh di setiap bahan secara terpisah.

Aplikasi yang paling umum dari biomaterial ini adalah tambalan putih untuk gigi dan pasta atau semen yang digunakan untuk bergabung dengan tulang.

Contoh biomaterial

Ada ratusan biomaterial berbeda yang dapat dikutip sebagai contoh, mari kita lihat beberapa di antaranya dan dalam fungsi di mana mereka berpartisipasi:

- Dalam penggantian bagian yang rusak atau sakit: artikulasi buatan pinggul atau penggantian total, mesin dialisis yang menggantikan fungsi ginjal, penggantian katup jantung.

Artikulasi pinggul buatan

- Dalam bantuan selama penyembuhan: jahitan, pelat tulang, sekrup, dll.

- Untuk meningkatkan fungsi beberapa organ: alat pacu jantung jantung, lensa intraokular, perangkat pendengaran.

X -ray gambar alat pacu jantung

- Untuk memperbaiki "masalah" estetika: implan untuk mammoplasty (peningkatan ukuran payudara), untuk peningkatan ukuran dagu, tulang pipi, dll.

- Untuk membantu dalam diagnosis klinis: probe dan kateter.

- Untuk membantu perawatan penyakit: kateter dan saluran air.

Referensi

1. Chen, q., & ThoUas, g. (2014). Biomaterials: Pengantar Dasar. CRC Press.
2. Kiradzhiyska, d. D., & Mantcheva, r. D. (2019). Tinjauan Bahan Biokompatibel dan Penggunaannya dalam Kedokteran. Folia Medica, 61 (1), 34-40.
3. Mihov, d., & Katerska, b. (2010). Kirimkan bahan biokompatibel yang digunakan dalam praktik medis. Trakia Journal of Sciences, 8 (2), 119-125.
4. Shi, d. (2005). Pengantar Biomaterials. Ilmiah Dunia.
5. Teoh, s. H. (2004). Pengantar Teknik dan Pemrosesan Biomaterial-tinjauan umum. Dalam bahan teknik untuk aplikasi biomedis (PP. 1-1).
6. Wong, J. DAN., Bronzino, J. D., & Peterson, D. R. (Eds.). (2012). Biomaterial: Prinsip dan Praktek. CRC Press.