Biomateriais

Profa. Dra. Daniela Becker

Programa da disciplina

IntroduçãoConceitos básicos de ciências dos MateriaisCiência e aplicação como biomateriais:

Materiais metálicosMateriais cerâmicosMateriais poliméricosCompósitosPolímeros biodegradáveis

Programa da Disciplina

Modificações de superfícies em BiomateriaisAplicações de biomateriais

CardiovascularesOftalmologiaOdontologiaEngenharia de tecidos

Avaliações

2 provasTrabalhos e exercícios

Média: 70% MP +30% ME&T

Bibliografia

ORÉFICE, R.L. et al. Biomateriais – Fundamentos & Aplicações, Cultura Médica, 2006.

HENCH, L. L.. e ETHRIGE, E. D.. Biomateriais. Academic Press. New York. 1982.

VINCENZINI, P.. Ceramics in Surgery. Elsevier. New York. 1983.

FRAKER, A. D. e RUFF, A. W. J.. Metals, (22-28), May 1977.

HILLE, G. H.; J.. Materials, 1(2), 373-383. June. 1966.

WEISMAN, S.. Surgical Implant Materials ASTM. Standardization. 1976.

JENKIUS, G. M.; e KAWAMURA, K.. Polymeric Carbons - Carbon Fiber. Glass and Clar. 1976.

Introdução

Definições em Biomateriais

Sociedade Européia de BiomateriaisConferência de Consenso, Chester,

Inglaterra, março / 86

BiomaterialUm material “não-vivo” utilizado em um dispositivo médico, com intenção de interagir com sistemas biológicos. Não é necessariamente um dispositivo médico

BiocompatibilidadeA capacidade de um material induzir uma resposta apropriada do hospedeiro em uma aplicação específica.é a habilidade de um material em ser compatível com a vida, em especial, novos materiais compatíveis com o corpo humano

Órgão ArtificialUm dispositivo médico que substitui, em parte ou no todo, a função de um dos órgãos do corpo.

ImplanteUm dispositivo médico feito de um ou mais biomateriais que é intencionalmente inserido dentro do corpo, seja total ou parcialmente, sepultado abaixo da superfície epitelial.

Dispositivo médicoUm instrumento, aparelho, implemento, máquina, dispositivo, reagente “in vitro”, ou outro artigo similar ou relacionado, incluindo qualquer componente, parte ou acessório, que é planejado para uso no diagnóstico de doença ou outras condições, ou na cura, alívio, tratamento ou prevenção de doença humana.

PróteseUm dispositivo que substitui um membro, órgão ou tecido do corpo

Materiais e artigos implantáveisSão os materiais e artigos de uso médico ou odontológico, destinados a serem introduzidos total ou parcialmente no organismo humano ou em orifício do corpo, ou destinados a substituir uma superfície epitelial ou superfície do olho, através de intervenção médica, permanecendo no corpo após o procedimento por longo prazo, e podendo ser removidos unicamente por intervenção cirúrgica.

ANVISA port. 2043/94, 686/98

“Biomateriais” são substâncias das quaispodem ser fabricados dispositivos queinteragem com sistemas biológicos1. Dispositivo é algo conceitualizado e fabricado para uma

função particular.2. A substância tem propriedades ideais para o correto

funcionamento do dispositivo.3. A substância não deve (idealmente) degradar o sistema

biológico.4. O estudo de biomateriais é a descrição e predição do

comportamento de tais substâncias no contexto do funcionamento do dispositivo e o ambiente biológico a que se insere.

“Biomateriais” – necessário em vista da inabilidade de tratar condições a não ser através de substituição,inserção ou regeneração

1. Substituição de parte do corpo que perdeu sua função (quadril/fêmur, joelho, coração)

2. Corrigir anormalidades (lesão da mesulaespinhal)

3. Assitir a uma função (marca-passo, stent)4. Assistir a cura (estrutural, sutura, liberaçãocontrolada de fármacos)5. Materiais para engenharia de tecidos

Biomateriais – Metais, Polímeros e Cerâmicas

Biomateriais é uma idéia antiga......

Historicamente, biomateriais eram comunspara médicos e sacerdotes1. Ouro foi usado como reparo dental por chineses,astecas e

romanos a até 2000 atrás.

2. Já em 1775, ferro e latão foram eram usados para reparo de fêmur fraturado.

3. O primeiro olho de vidro foi produzido em 1832 pelo vidreiroLudwig Müller-Uri em Lauscha, Alemanha.

4. Indígenas da America central e Africa utulizavam pinças de formigas para costura de ferimentos.

5. George Washington (1732-1799) tinha dentes de marfim.

Biomateriais – 1ª Geração

Primeiros biomateriais

Uso de ouro e marfim na reposição de dentes, vidro para reposição do globo ocular, aço ou madeira para confecção de próteses de membros

Biomateriais – 2ª Geração

Uso de materiais estruturaisAproveitamento de materiais avançados, desenvolvidos para outras aplicações (indústria automobilística e aeronáutica)

Ex. ligas de titânio na ortopedia, lentes acrílicas, draconpara enxerto de vasos, teflon em próteses ortopédicas)

Biomateriais – 3ª Geração

AprimoramentoDesenvolvimento de materiais com características específicas de acordo com a aplicação.

Ex. PEUAPM para superfícies articulares, válvulas cardíacas e marcapassos

Biomateriais 4ª Geração

Biomimética & Engenharia de TecidoBiomimética - Busca a reprodução de formas e/ou função de tecidos biológicos

Engenharia de tecido - Emprega a tecnologia de materiais para desenvolver estruturas que sejam capazes de servir como substrato para cultivo de células “in vitro” de forma a desenvolver novo tecido

Biomateriais Projetados

A falha dos primeiros materiais ocorreu porque não foi dada atenção àadequabilidade biológica dos materiais A abordagem contemporânea é o desenvolvimento racional de materiais para fabricação de dispositivos médicos baseados em um melhor entendimento da sua função e da interface entre o material e o ambiente no qual o dispositivo deve funcionar.

Importância da Biocompatibilidade

Onde são usados ?

Dispositivos Terapêuticosna ortopedia

Ortopedia

Aplicação na Odontologia

Cateter

Cardiologia

Na oftalmologia

Na Nefrologia

Diversos

Liberação de drogas

Reposição do tecido

Outros exemplos

Reconstrução do Menisco - PEUAM

Reconstrução de ligamento

Válvulas do coração artificiais