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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