UNIDAD 5

BIOMATERIALESUNIDAD 5

IntegrantesEscalona ClaudiaHuizar AlanMontes CrysOchoa VioletaReyes AndreaValdez HerolindaVillar Paloma5.1 Introduccion a los biomateriales

Hasta dnde puede llegar la ciencia en la elaboracin de prtesis, dispositivos y cementos seos?. Se est hablando de ciencia-ficcin?Dnde termina la ciencia-ficcin y empieza el hecho cientfico?Qu son los Biomateriales?Seremos Robots?Sirven, Funcionan?

Ms de cincuenta millones de personas en todo el mundo tienen implantado algn tipo de prtesis y es un hecho bien conocido en nuestra sociedad la utilidad y necesidad de todo tipo de implantes, siendo raro que en nuestro entorno prximo no conozcamos algn caso de familiar o amigo que los necesite.

Una motivacin importante para ello ha sido el hecho de que la esperanza de vida aumente de forma considerable.

Los biomateriales deben cumplir con las condiciones de partida de ser biocompatibles y asegurar una determinada vida media. A su vez, tienen que aportar las prestaciones especficas que requiera la aplicacin a que vayan destinados.

En la actualidad, el mundo de los biomateriales se formula tres importantes cuestiones:

Qu calidad de vida proporcionarn?Cunto durarn?Cul es su precio?

Entre sus caractersticas no puede faltar la de ser biocompatibles, esto es, biolgicamente aceptables. Factores decisivos a la hora de evaluar los biomateriales son su biocompatibilidad y su duracin.

A los biomateriales, materiales implantables intra-corporalmente, se les exige que lleven a cabo una funcin adecuada, y no ocasionen ningn dao al organismo.

5.1.1 Importancia de los biomateriales

Los dispositivos construidos con biomateriales estn cobrando creciente importancia y su nmero aumenta continuamente.

La prevencin, el diagnstico y el tratamiento de muchos trastornos de la salud se han hecho posibles a la existencia de nuevos materiales y de formulaciones, y dispositivos que participan en ellos.En la actualidad, en muchos casos, los biomateriales se han convertido en los factores determinantes de la factibilidad y del xito de una determinada prctica mdica.

5.1.2 Estado del arte El estado del arte incluyen los avances tecnolgicos que se estn llevando a cabo en los ltimos aos para mejorar la apariencia esttica de los biomateriales y poder utilizarlos en diversos mbitos industriales y mdicos, las mejoras en respuesta al organismo y adaptabilidad con el mismo, el estudio de sus propiedades y aplicaciones.Los experimentos en animalesCangrejo herradura EndotoxinasPuerco implantesBacterias - genotoxicidad

17Conejos Odos, piel, pirgenosRatones de guinea piel, ratones genotoxicidad

18Personas largo tiempo

19

Muhammad Wasim Akhtar

Manufacturing Of Biomaterials

Roots of manufacturing of materialsFundidoForjadoMetalurgia de polvos

Propiedades mecanicas

Ductibilidad Elasticidad Dureza Resistencia a la traccion

DUCTILITY ELASTICITY HARDNESS

TENSILE STRENGTHUltimos avances tecnologicos y esteticos en:Las articulaciones artificiales de caderaAluminaTi 6Al4V, Co-Cr, 316L acero inoxidable

Biomateriales para implantes

Lentes intraoculares

3 materiales basicos: - PMMA, acrylico, silicon 26Injertos vasculares y protesis

27Protesis sensibles

En la forma de la nariz (a la izquierda) es "sembrado" con las clulas llamadas condrocitos que sustituyen a los de polmero de cartlago en el tiempo (a la derecha) para hacer una adecuada implantacin.Los andamios de polmeros sintticos29Soportes para la ingenieria de tejidos

Diseo Asistido por Computadora de la vasculatura

Necesitamos una estructura que se ahorra espacio, es fuerte pero poroso para permitir el crecimiento de los vasos sanguneos ... Aprender de la naturaleza y utilizar una estructura de panal 3-D

32Porque el colageno?Es el material ideal :

ECM es una molcula importante y es el componente estructural importante en el cuerpo. poseen superficie ideal para la adhesin de las clulas en el cuerpo. biocompatible y se degrada en productos inofensivos, que se metabolizan o excretan. un antgeno muy pobres, no txico. Valvulas del corazon

Celdas de la valvulaMatriz de colgeno de la vlvula del coraznValvula despues de la implantacion34

Ortopedia y Odontologia

Piel artificial

5.1.3 Tipos de Biomateriales

En funcin de la respuesta del organismoInertesInteractivosViablesReimplantadosSin respuestaRespuesta especifica prediseadaRespuesta como a tejido normalRespuesta armnica

En funcin de su estructuraMetales y aleacionesEn esta categora las aleacionesms importantes son las de: Acero inoxidable, Cobalto-Cromo, Aluminio-zinc y las detitanio.La aplicacin principal de estas aleaciones, son remplazar sistemas de unin como la cadera y la rodilla, se utilizan tambin para realizar placas para huesos, tornillos, clavos, etc., as como en la elaboracin de instrumental quirrgico.

PolmerosPueden ser tanto naturales como sintticosLos polmeros mas utilizados son: poli (cloruro de vinilo), polipropileno, poli (metacrilato de metilo), poliestireno y sus copolimeros. Dentro de susaplicaciones ms importantes se encuentran la elaboracin de dispositivos para dilisis,vlvulas de corazn, implantes oculares y dispositivos ortopdicos entre otros.Biodegradable, es aquel, que se descompone despus de un cierto perodo de tiempo dentro del organismo.Bioabsorbible, es aquel, que el organismo es capaz de metabolizar y resintetizar en compuestos que puedan ser absorbidos, como lo son las protenas.

CermicosLos cermicos que se utilizan en la elaboracin de biomateriales, normalmente reciben el nombre de biocermicos.biocermico-absorbible, es aquel, que el organismo es capaz de metabolizar yresintetizar en compuestos que puedan ser absorbidos, normalmente son elaborados defosfatos, xidos, etc.biocermico-no absorbible o inerte, es aquel, que el organismo no es capaz demetabolizar y resintetizar en compuestos que puedan ser absorbidos, estos son no txicos,no producen ninguna alergia ni reaccin secundaria, son totalmente biocompatibles yresistentes a la corrosin.

biocermico-con superficie de reaccin, es aquel, que el organismo utiliza slo por un perodo de tiempo, esto debido a sus propiedades. Entre estos materiales se encuentran el Bioglass y el Ceravital, los cuales consisten en una mezcla de xidos de silicn, calcio, sodio, fsforo, magnesio y potasio.

Ejemplos de estos tipos de compuestos son los utilizados en el rea mdico-dental, tales como: inclusiones inorgnicas de cuarzo con una matriz acrlico-polmero; Componentes ortopdicos como pueden ser: inclusiones de fibra de carbn con una matriz de polietileno.CompuestosUn biomaterial es un compuesto slido que contiene dos o ms componentes unidos para formar una estructura integra.

Este grupo esta formado por piel natural, arterias, venas y otros componentes queson utilizados como tejidos. Sus aplicaciones ms comunes son en cirugas plsticas, implantes de piel, reconstruccin de msculos, tendones y ligamentos. Uno de los productos mas comerciales dentro de este grupo es el colgeno, el cual, esta elaborado por celulosa y algunos poli-aminocidos, como la glutamina y la lisina.Material Biolgico

5.2 Biomateriales Duros

Definicin:Sustancias naturales o sintticas que se pueden poner en contacto con los tejidos vivos sin provocar daos o alteraciones mientras mantienen su efectividad fsica y biolgica.

En funcin de su estructura:

Metalestomos unidos por enlaces metlicos

CermicosCompuestos inorgnicos unidos por enlaces inicos y covalentes.

PolmerosBIOMATERIALESOrthopedic screws/fixationImplantes DentalesImplantes DentalesVlvulas para el CoraznReemplazo de huesosSkin/cartilageDrug Delivery DevicesImplantes OcularesCermicasMetales5.2.1 Estructura y Propiedades de los materiales

Propiedades de los materialesDurezaTenacidadFragilidadElasticidadPlasticidadMaleabilidadDuctilidad

El empleo de un determinado biomaterial en el diseo de un dispositivo biomdico obliga a evaluar su capacidad de soportar las cargas mecnicas a las que va a estar sometido durante el cumplimiento de su funcin especfica.

Cualquier estado de carga complejo puede expresarse en funcin de los siguientes modos de solicitacin bsicos:

fuerzas axiales (traccin y compresin) fuerza de corte momento de flexin momento de torsin.

Existen otros fenmenos que se manifiestan a ms largo plazo y pueden llevar a la falla de los materiales. Entre ellos se pueden mencionar:

fatigafluenciarelajacin de tensionesdesgastesus combinaciones.

EstrucuturaSolido cristalinoSolido amorfoEstructura Cristalina Cbica Centrada en el Cuerpo BCCEstructura Cristalina Cbica Centrada en las Caras FCC.Estructura Cristalina Hexagonal Compacta HCP

5.2.2 Materiales metalicos

Acero inoxidable, Cobalto-Cromo, Titanio, aleaciones con memoria de forma Niobio, TantalioEn la dcada de 1920, Reiner Erdle yCharles Orange, quienes unieron susconocimientos de mdico dentista y metalurgiarespectivamente, desarrollaron la aleacinVitallium, que fue el primer biomaterial metlicoaleado con caractersticas mecnicas debiocompatibilidad y de resistencia a lacorrosin, aceptables para aplicaciones enprtesis quirrgicas.

Esta aleacin de cobalto (65 por ciento deCo, 30 por ciento de Cr y 5 por ciento de Mo), fue el punto de partida para una serie de investigaciones multidisciplinarias en el desarrollo de nuevas aplicaciones ortopdicas,como clavos, tornillos y fijadores de huesosfracturados, adems de varios tipos deimplantes de reemplazo articular, como cadera, rodilla, hombro, codo, entre otras.

Posteriormente, en la dcada de 1930 se desarrolla el acero inoxidable gradoquirrgico 316LQ, que es un acero con bajo contenido de carbono, 18 por ciento de cromo, 8 por ciento de nquel, y 2 por ciento de molibdeno.

Otras aleaciones que han tomado gran importancia en aplicaciones aeronuticas y aeroespaciales, as como en aplicaciones mdicas para implantes quirrgicos, son las debase titanio, especialmente la aleacin Ti6Al4V,la cual presenta ventajas superiores en peso, propiedades mecnicas y de resistencia a la corrosin con respecto a las aleaciones base cobalto y acero inoxidable.

Sin embargo, tiene una resistencia baja aldesgaste, as como un alto costo. Estaaleacin ha sido modificada, intercambiando el Vanadio por el Niobio, lo cual ha dejado una notable mejora en el ndice de biocompatibilidad.Por otra parte, con el objeto de incrementarla resistencia al desgaste, se haimplementado el uso de recubrimientosduros en cabezas femorales, aplicadosmediante tcnicas de depositacin fsica enfase vapor (PVD), adems de utilizarmateriales cermicos como almina (Al2O3)o circonia (ZrO2).Se buscan nuevas tcnicas de procesamiento paramaximizar las propiedades mecnicas de las aleaciones actuales y lograr que sus superficies tengan texturas adecuadas para inducir la respuesta biolgica deseada. Por ejemplo, est en estudio el desarrollo de microelectrodos para dispositivosneurolgicos que resistan la corrosin y en particular, el fenmeno de tensin-corrosin (stress corrosion cracking) inducida por el medio biolgico.

Tambin se est prestando atencin a las propiedades superelsticas de aleaciones de nquel y titanio, y al fenmeno de memoria deforma para "stents". Los "stents" sondispositivos tubulares expansibles que se usan en medicina para mantener abiertos a conductos tales como arterias, venas, uretra, trquea y evitar sucolapso.

El trmino superelsticos describe la capacidadde algunas aleaciones metlicas de sufrirgrandes deformaciones y retornar a la formaoriginal una vez que la fuerza que genera ladeformacin desaparece. Por ejemplo, un aceroinoxidable comn sufre deformaciones elsticas deun 0,5%, mientras que las aleaciones utilizadas enlos stents, alcanzan deformaciones de hasta un11%.

5.2.3 Materiales Cermicos

CERAMICOSVENTAJASDESVENTAJASAlumina HidroxiapatitaZirconiaBiovidrios

Compatibilidad con sistema musculoesqueleto.Similitud con propiedades fsicas del hueso.Resistencia a la corrosin.Inertes a los tejidos.Adherencia a los tejidos.Alta resistencia a la compresin y al desgaste.

Baja resistencia a la tensin, corte e impacto.Difcil conformacin.Falta de elasticidad.

Usos: Ortopedico, revestimiento, odontologico, valvulas cardiacas

Aunque las cermicas y los vidrios no sufren corrosin, presentan alguna forma de degradacin cuando son expuestas al medio biolgico.

Aunque las cermicas consideradas inertes qumicamente (almina, por ejemplo) experimentan una degradacin de sus propiedades mecnicas como consecuencia del contacto con la solucin salina del medio biolgico.

AluminaEs la cermica bioinerte mas frecuentemente utilizada.

El uso de la almina como biomaterial esta motivado por su excelente biocompatibilidad y su excepcional coeficiente de friccin y baja velocidad de desgaste.

Debido a su capacidad de ser pulidas con un alto acabado superficial y su excelente resistencia al desgaste, la almina se utiliza a menudo para las superficies de desgaste de las prtesis de sustitucin conjunta. Estas aplicaciones incluyen cabezas femorales para el reemplazo de cadera y placas de desgaste en reemplazos de rodilla. En sustitucin de cadera, la cabeza femoral de almina se utiliza en conjuncin con un vstago femoral metlico y una copa acetabular hecho de ultra alto peso molecular de polietileno para oponerse a la articulacin de la superficie

Poroso de almina tambin pueden utilizarse para sustituir a una gran parte de los huesos que se han eliminado por razones tales como el cncer.

Estas pueden adoptar la forma de anillos concntricos que son alrededor de un pasador metlico, aade el centro de s mismo el resto de los huesos.

La naturaleza porosa de estos implantes permitir al hueso nuevo crecer en los poros, la utilizacin eficaz de la almina como un andamio para la formacin de hueso nuevo.

HidroxiapatitaEl mineral hidroxiapatita, tambin llamado hidroxiapatito, est formado por fosfato de calcio cristalino y representa un depsito del 99% del calcio corporal y 80% del fsforo total.

El hueso desmineralizado es conocido como osteoide. Constituye alrededor del 60-70% del peso seco del tejido seo, hacindolo muy resistente a la compresin.

El esmalte que cubre los dientes contienen el mineral hidroxiapatita. Ese mineral, muy poco soluble, se disuelve en cidos.

El Instituto de Investigaciones en Materiales ha desarrollado compuestos teraputicos a partir de dos minerales (hidroxiapatita y zeolita enriquecida con calcio y zinc); algunos tambin sirven para hacer prtesis oculares.

Se utilizan para tratar, aumentar, completar o reemplazar tejidos vivos y rganos, como hueso, piel, ligamentos, tendones, nariz, orejas, ojos...

El calcio del hueso se presenta en forma de un compuesto denominado HIDROXIAPATITA .

Sirven para reemplazar hueso e incluso piel herida o quemada.

hidroxiapatita (un mineral que, adems de encontrarse en la naturaleza, lo producimos en nuestro cuerpo a 37 C) "El hueso es un tejido conjuntivo duro; su parte orgnica est constituida por colgena, nervios, grasa y vasos sanguneos, principalmente; y su parte inorgnica, por hidroxiapatita", explica la especialista.

En caso de prdida por accidente, infeccin u otra causa, los mdicos recurren al llamado homoinjerto: al paciente le quitan una parte de hueso (generalmente de la cadera) para implantrsela en el sitio afectado. Sin embargo, con los biocermicos ya se puede evitar este procedimiento.

"La hidroxiapatita de las minas no sirve para elaborar implantes seos porque est muy contaminada. Por eso se obtiene en laboratorio mediante reacciones qumicas, en forma de polvo cristalino de alta pureza. Posteriormente, ste se compacta y se somete a altas temperaturas (ms de 1200 C) para sintetizarlo y formar con l piezas geomtricas de gran resistencia y dureza".

Obtencin de la Hidroxiapatita

Tipos de Hidroxiapatita

Fosfato de Calcio Hidratado Ca10[PO4]6[OH]2La hidroxiapatita tambin permite elaborar prtesis oculares (han sido probadas en el Centro Mdico Nacional y el Hospital de la Luz). As, a los tuertos se les puede implantar, en vez de un ojo de vidrio fijo y pesado, una esfera de este mineral ligero y poroso.

Se usa, adems, en implantes dentales, sistemas percutneos, tratamientos periodentales, otorrinolaringologa y ciruga maxilofacial y espinal. Inyectada bajo la piel, quita arrugas y rellena huecos seos en cara o cabeza.

Cuando el paciente es diabetico, la piel corre el riesgo de sufrir diferentes tipos de heridas o alteraciones como quemaduras, abrasiones, contusiones, laceraciones y punciones. La Hidroxilopatita , a partir de zeolita enriquecida con calcio y zinc, sirven para regenerar y lograr una cicatrizacin ms rpida.

Este biomaterial tiene otra ventaja: estimula el crecimiento normal de pelo.

BiovidriosEl vidrio bioactivo es considerado actualmente como el material ms biocompatible en el rea de regeneracin sea debido a su bioactividad, osteoconductividad y hasta mismo osteoinductividad.

Ese material, que muestra excelente bioactividad, podr abrir las puertas para el desarrollo de nuevos materiales de regeneracin sea nanoestructurados para la medicina regenerativa e ingeniera de los tejidos.

Biovidrios basados en slice constituyen la parte esencial de esos materiales bioactivos, ya han sido usados en diversas aplicaciones ortopdicas y dentarias.

ZirconiasTambin es empleada como esfera articular en reemplazos totales de cadera. Es fundamentalmente ZrO2 con el agregado de algn oxido metlico.

La ventaja potencial de la zirconia en prtesis bajo carga es su bajo modulo de elasticidad, su alta resistencia mecnica y su buena tenacidad.

Hasta ahora hay insuficiente cantidad de datos para determinar si esas propiedades conducirn a un xito clnico luego de varios aos de uso.

5.3 Modificacion superficial de implantes

ConceptoLa implantacin inica es una tcnica de modificacin superficial que consiste en la introduccin de tomos de un elemento escogido, dentro de las primeras capas superficiales de un material.

Con el tiempo, se han descubierto un buen nmero de procesos de implantacin inica capaces de aumentar:

De diferentes aleaciones metlicas, materiales cermicos y polmeros.Ventajas de la implantacin inica

Una de las razones por las que se utiliza la implantacin inica es que puede aplicarse sobre herramientas ya acabadas, sin riesgos de deformaciones y como ltimo paso antes de su utilizacin industrial.

Implantacin inica en el sector mecnico

Ejemplos de herramientas tratadas

Aplicaciones en la medicinaLas caractersticas particulares de la implantacin inica convierten este proceso como el idneo para ciertas aplicaciones mdicas, sobre todo en prtesis de cadera, rodilla, etc..

Aplicacin de PLASMAPlasma: es un gas ionizado (parcial o totalmente).

Se comprob que por esta tcnica haba una elevacin sustancial de la dureza superficial de la resistencia al desgaste y a la corrosin, as como la utilizacin del proceso en aceros inoxidables que sin estas mejoras no seran potencialmente tiles para muchas aplicaciones industriales.

Conocido como: Deposicin en fase de vapor Aplicacin de PVDObjetivo

Depositar capas de elevada dureza que mejoraran el rendimiento al desgaste. Estas capas estn formadas por compuestos cermicos.

Su color dorado abri grandes expectativas en cuanto a su uso en aplicaciones decorativas: al atractivo del color se suma la elevada dureza superficial. De este modo se inici la deposicin de capas PVD.Aplicacin decorativa

Posteriormente se realizaron recubrimientos tribolgicos, que son los que buscan no slo mejorar la dureza de los materiales sino tambin las caractersticas de deslizamiento, rozamiento y autolubricacin en contactos metal-metal

Tcnicas de deposicin qumica en fase de vapor.

La tcnica de CVD consiste en la reaccin de una mezcla de gases en el interior de una cmara de vaco (reactor) para dar lugar a la formacin de un material en forma de capa delgada.Aplicacin de CDV Los subproductos de la reaccin son evacuados hacia el exterior mediante un sistema de alta velocidad de bombeo (bomba 'roots' apoyada con rotatoria).

Activacin de gases:Trmica.Plasma.FotonesGasesSubstratoRecubrimientoSubproductos(Sistema de vacio)Deposicin qumica en fase de vaporLa gran gama de posibilidades de aplicacin, especialmente en las herramientas de conformacin sometidas a grandes esfuerzos se obtienen rendimientos muy buenos, alta dureza, excelente resistencia a la adherencia.

El mtodo Sol-Gel es un mtodo donde uno o varios elementos son usados en la forma de sol y/o gel con el fin de obtener un slido homogneo.Aplicacin de Sol-Gel

Es una reaccin qumica, donde un liquido se va condensando hasta formar un slido.

La qumica del proceso sol-gel esta basado en la hidrlisis y condensacin del precursor molecular, donde primeramente un sistema condensado, llamado sol, se transforma mediante un proceso de polimerizacin continua a un gel. Al combinar ambos mtodos nos da una nueva tcnica que la denominamos sol gel.

Sistema condensadosolgelSol- GelMateriales compuestosRecubrimientosCermicaVidriosFibras

Donde los podemos utilizar

Tcnica electroqumica se ha usado para el control o el estudio de procesos donde tiene lugar una reaccin de transferencia de carga.Aplicaciones ELECTROQUIMICAS

En la corrosin de los metales, cuyo desarrollo se produce a travs de un proceso electro-qumico, y tambin en la corrosin a altas temperaturas, que transcurre mediante reacciones qumicas, donde las transferencias de materia y de carga son objeto de estudio de la electroqumica del estado slido.Estos procesos electro-qumicos han sido empleados en el campo de la energa, con el diseo y fabricacin de las pilas, los acumuladores o las pilas de combustible.

La electroqumica se viene aplicando en la proteccin ambiental, con mtodos electroqumicos de recuperacin de metales.

5.4 Biocompatibilidad

La biocompatibilidad se define como la capacidad de un material de generar una respuesta biolgica apropiada al ser aplicado sobre un tejido, ya que no existe un material inerte, dependiendo de la funcin fsica y de la respuesta biolgica que deseamos de un material. Esta definicin implica la interaccin entre un husped, el material y la funcin esperada del material

Biocompatibilidad

Imagen 1. ilustra como el color del objeto percibido cambia segn la posicin del observador y la fuente de luz.Por ejemplo, existen muchos materiales utilizados para obturar cavidades retrgradas en una apexificacin, como son el MTA (Mineral Trixido Agregado), la amalgama y el Super EBA.

La amalgama es un material que ha mostrado buenos resultados clnicos aunque se ha demostrado que es corrosivo, txico y que libera mercurio.

La bicompatibilidad es un proceso dinmico continuo ya que la respuesta del cuerpo a los materiales sufre cambios con el paso del tiempo, adems todos los materiales sufren cambios, ya sea por procesos de corrosin, fatiga entre otros.

Pruebas de biocompatibilidad

Pruebas In vitro

Se llevan acabo en un tubo de ensayo o en una placa de cultivo, fuera de un organismo vivo.se realizan colocando el material en contacto directo con poblaciones celulares o bacterias y miden: el grado de citotoxicidad o crecimiento celular, funciones metablicas de la clula y el efecto del material sobre el material gentico de la clula Dentro de las ventajas que tienen estas pruebas es que son rpidas, fciles de realizar y relativamente menos costosas

Pruebas de citotoxicidad

Estos ensayos evalan el efecto de los materiales sobre diferentes poblaciones celulares midiendo el nmero o crecimiento celular luego de la exposicin a los materiales. Adems estas pruebas determinan daos a nivel de la membrana celular, biosntesis o actividad enzimtica y el material gentico

Pruebas indirectas (uso de barreras)

Un ejemplo de ensayos indirectos es Mtodo de cubierta de Agar. El Agar forma una barrera entre las clulas y el material, el cual es colocado encima del agar. Nutrientes, gases y sustancias txicas solubles pueden difundirse a traves del agar, si el material es citotxico, las clulas sern lesionadas y el rojo neutro ser liberado, dejando as una zona de inhibicin de crecimiento celular

Pruebas de Mutagnesis y carcinognesis

Estas pruebas estudian el efecto de los materiales sobre el material gentico tanto en clulas como en bacterias y posteriormente se evalan los materiales en mamferos. Se realizan en un orden especfico y se detienen cuando existe cualquier indicio de mutagenicidad por parte del material o qumico.

Pruebas In vivo (en animales)

Se realizan directamente sobre mamferos como ratones, ratas, hamseters y conejillos de indias, aunque se utilizan muchos otros animales. Se mide la alteracin en la fx heptica y el aumento en en la induccin tumoral por una reaccin qumica.

Prueba de Irritacin de mucosas

Determina si un material puede generar inflamacin a nivel de mucosas o piel erosionada.

Prueba de Sensibilizacin cutnea

Estos ensayos evalan si un material genera una respuesta inflamatoria ya sea con eritema, edema o puede no generar respuesta alguna.

Prueba de Implantacin

Estos ensayos sirven para evaluar los materiales que entrarn en contacto con tejidos subcutneos o hueso, ya que determinan la alergenicidad, inflamacin crnica o formacin de tumores.

La toxicidad de un material es la capacidad, real o potencial, que tiene dicho material de actuar como estmulo nocivo en contacto con un organismo vivo. El material puede lesionar al organismo a dos niveles, local o sistmico.Toxicidad

Reaccin Local Es la que se produce en la zona de contacto entre el material y los tejidos donde est colocado. La etiologa de la reaccin local puede ser diversa, fundamentalmente agentes qumicos, reaccin inmunolgica, agentes infecciosos o mecnicos.

Reaccin SistmicaEs la que se produce de forma generalizada en todo el organismo o bien localizada en tejidos concretos a distancia. En funcin de esto podemos hablar de toxicidad a: corto, medio y largo plazo.

Corto plazo. Es la que suele aparecer en la reaccin inflamatoria local. La sintomatologa desaparece en cuanto se elimina la causa.Medio plazo. Aqu se podra englobar las reacciones sistmicas secundarias a la accin cancergena, alrgica, o a depsitos. Largo plazo. Como largo plazo consideramos varias dcadas. En esta situacin es muy difcil establecer la relacin causa efecto, ya que incluso pueden aparecer en generaciones posteriores.

Uno de los primeros en proponer una forma estructurada para el estudio de la biocompatibilidad fue Autian, y lo esquematiz en tres niveles

Toxicidad Inespecfica (en cultivos celulares o en pequeos animales). Toxicidad Especfica (pruebas de uso por ejemplo en primates subhumanos). Pruebas clnicas en humanos.

Langeland propuso otro esquema, el cual fue adoptado como Reporte tcnico 7405 en 1984, que consista de tres etapas (13):Pruebas de inicio o primarias (citotoxicidad, toxicidad sistmica, mutagnesis). Pruebas secundarias (sensibilidad cutnea, pruebas de implantacin, irritacin de mucosas e inflamacin). Pruebas de Uso (equivalentes a las pruebas clnicas).

5.5 Biomateriales SuavesSustancias pueden poner en contacto con los tejidos vivos sin provocar daos o alteraciones mientras mantienen su efectividad fsica y biolgica. Biomateriales SuavesLos materiales suaves son sistemas formados por diversas componentes que presentan propiedades fluidas.Estos materiales, aparentemente distintos entre s, poseen propiedades estructurales y dinmicas.

Los materiales blandos, algunas veces conocidos como fluidos complejos, incluyen a los polmeros.

Bioinertes: ausencia de una respuesta del tejido en el que se implanta.Biocompatibles: unin con el tejido del lugarde implantacin pero con una intercara bien definida.Bioactivos: permiten un crecimiento del tejido es su interiorLos biopolmeros deben cumplir, como todo biomaterial,dos restricciones principales: respuesta mecnica y unaspropiedades de superficie adaptadas al tejido receptor:-Mecnica: adaptable mediante eleccin del polmero y mediante el diseo.-Propiedades de superficie: impuestas tambin por la eleccin del polmero. Modificables mediante distintos tratamientos

5.5.1 Biomateriales Polimricos

MetalesCeramicasBIOMATERIALESOrthopedic screws/fixationDental ImplantsDental ImplantsHeart valvesBone replacementsSkin/cartilageDrug Delivery DevicesOcular implantsBiomateriales PolimricosPolimerosEl biopolmero es bsicamente un implante mecnico con funcin exclusivamente de relleno permanente. Por lo cual se requiere un buen adiestramiento para su adecuado uso, pues si bien sus resultados positivos son permanentes, tambin son permanentes los defectos que puedan quedar por el mal uso o abuso del producto.

Tiene una gran ventaja, no produce reacciones alrgicas, y su efecto es prcticamente permanente

Los biopolmeros son implantes que han revolucionado la medicina esttica, cuya gnesis es el silicio y que guardan analoga con productos orgnicos.

La diferencia estriba en que en los biopolmeros el silicio reemplaza al carbono. Esta analoga, aunado a su inercia y fluidez, contribuye al amplio margen de tolerancia que, como implante facial, tienen los biopolmeros. El silicio orgnico es un protector metablico y evita la peroxidacin lipdica.

Los biopolmeros tienen las siguientes caractersticas:

*Ni antigenicidad ni Bio-degradacin*Atoxicidad total*Baja tensin superficial*Pureza y esterilidad totales*Estabilidad a varias temperaturas*Buena capacidad dielctrica*Hidro-repelencia*Capacidad de buen enfibrosamiento*Permanencia indefinida

La gran variedad de frmulas y la versatilidad de diseo de estos materiales los han convertido en los componentes ms frecuentemente utilizados en la fabricacin de dispositivos biomdicos. A continuacin veremos algunos de los usos y propiedades de los polmeros empleados en medicina, dividiendo para ello a los polmeros en dos grupos: Homolmeros Copolmeros Los homopolmeros estn compuestos por la repeticin de un solo tipo de monmero y en la siguiente figura se muestran las estructuras qumicas de alguno de ellos.

HomopolmerosPOLIETILENOEn su forma de alta densidad es empleado en tubos para drenajes y cateteres, hilos de sutura, cirugia plstica, etc. Se emplea como componente acetabular en reemplazos de cadera y en reemplazos de rodillas.Este material tiene buena tenacidad, resistencia a las grasas y tiene un costo relativamente bajo.

POLIPROPILENOTiene una alta rigidez, buena resistencia qumica y alta tensin de ruptura. Su resistencia a la fisuracin por tensiones es superior a la del polietileno y es empleado en las mismas aplicaciones.

POLIMETILMETACRILATO (PMMA)

Tienen una muy buena transparencia a la luz, tenacidad y estabilidad, lo que hacen de el un excelente material para lentes ultraoculares y lentes de contactos duras.CLORURO DE POLIVINILO (PVC)

Es usado principalmente en mangueras y bolsas para transfusiones de sangre , alimentacin y dilisis. El PVC puro es un material duro y frgil, pero con la adicin de plastificantes, se transforma en flexible y blando.

POLIDIMETILSILOXANO (PDMS)Se emplea en las membrabas oxigenadoras debido a su alta permeabilidad de oxgeno. Por su excelente flexibilidad y estabilidad es utilizado en una variedad de protesis tales como articulaciones de dedos, vlvulas de corazn, implantes de pechos, narices, orejas y barbillas.

CopolmerosSon otra clase importante de materiales biomdicos.En la siguiente figura se muestran dos de los copolmeros frecuentemente empleados en dispositivos biomdicos.

POLIGLICOLILACTIDA (PGL)

Es un copolmero empleado para suturas quirrgicas reabsorbibles (el organismo se encarga de disolverlas). Y retiene su resistencia durante ms de 14 das.POLIURETANOS

Son copolmeros que pueden ser de dos tipos flexibles o rigidos, dependiendo del poliol usado. Son empleados en aislamiento de conductores en marcapasos, injertos vasculares , vejigas artificiales, etc.

5.5.2 Biomateriales para transporte de drogas

Introduccion las aplicaciones medicas y farmaceuticas de los biopolimeros constituyen actualmente uno de los campos de mayor interes en los desarrollos de macromoleculas, por su utilizacion como dispositivos terapeuticos cardiovasculares, ortopedicos, oftalmologicos y dentales, sustitutos de la piel, sistemas de liberacion de farmacos y sensores para propositos de diagnostico.Los polimeros fueron incluidos oficialmente en el campo farmaceutico en 1980 en la Farmacopea Americana y desde entonces se han empleado como auxiliares de formulacion en medicamentos y como materiales de envaces y empaques.La aplicacin de estos materiales en el campo biomedico y en sistemas terapeuticos farmaceuticos conlleva la formacion de una interface con el sistema biologico.

Los polimeros tambien son materiales ideales para el transporte y liberacion de drogas (farmacos) porque son capaces de incorporar grandes cantidades y liberarlos lentamente.El polimero mas utilizado para este fin ha sido la silicona, la cual es capaz de transportar, entre otros, benzocana, testosterona y difosfato de cloroquina (antimalaria).

Un polmero transportador debe exhibir ciertas propiedades como:

Ser soluble, facil de sintetizar y con una masa molecular precisa.

Debe contener sitios de unin y liberacin del frmaco, o la posibilidad de incorporar residuos de unin.

Ser compatible con el entorno biolgico, no txico, no antignico y no alterar propiedades de dicho entorno.

Debe ser reconocido o dirigirse a un tipo predeterminado de clulas.

Debe ser biodegradable o poder ser eliminado por el organismo despus de realizada su funcin.

Liberacion de farmacos de forma controlada La clave est en el diseo de unos innovadores polmeros, largas cadenas de molculas pesadas compuestas por repetidas unidades estructurales conectadas mediante enlaces qumicos. Los polmeros de Langer son capaces de contener en su interior molculas de medicamentos que, una vez introducidos en el riego sanguneo, se liberan de forma controlada.

Esta tecnica permite atacar celulas tumorales sin afectar al resto del organismo.

Robert Langer Langer y su equipo ya han realizado con xito tratamientos contra tumores de cerebro, prstata y ovarios. Los resultados muestran que los polmeros liberan lentamente el medicamento de quimioterapia justo en el tumor, es decir, eliminan las clulas cancergenas sin daar lo ms mnimo otros rganos y clulas sanas, todo lo contrario de lo que sucede con los actuales tratamientos de quimioterapia, que no discriminan entre clulas y afectan a todo el organismo.

Las investigaciones de Langer sobre polmeros no se detienen en la llamada medicacin inteligente, sino que han conducido al diseo de biomateriales que permiten crear tejidos artificiales, como piel. La tecnologa puede revolucionar el mundo de la medicina. "Es posible --explica Langer-- que con esta tcnica podamos crear en el futuro rganos completamente nuevos". Actualmente ya se ha usado con resultados positivos piel artificial generada mediante esta tcnica. La idea tras la ingeniera de los tejidos es crear una estructura artificial y temporal de polmeros en la que las clulas puedan crecer alrededor y en el interior de estos polmeros.

5.5.4 Biocompatibilidad en Biopolimeros

y si el cuerpo lo rechaza?. Hacen algn dao?Mi cuerpo lo va a aceptar?Me daara otros organos?Sirven, Funcionan? La biocompatibilidad de un material implantado o un dispositivo prosttico es un proceso dinmico con dos vertientes:

La implantacin de un dispositivo (bioinerte o biodegradable) en el organismo humano, requiere que se garantice su total reconocimiento por parte del complejo sistema fisiolgico.

Una comprende los efectos que provoca el organismo receptor en el material implantado.Y otra los efectos producidos por el implante o sus productos de degradacin en el organismo receptor.Caractersticas de un material BiocompatibleNo toxico.Resistencia mecnica.No termoconductor (que no conduzca cambios de temperatura).Esttico (preferentemente que adopte fielmente las diferentes tonalidades del diente).Nula o baja irritacin a tejidos bucales.Hipoalergnico (baja capacidad para desencadenar alergias).Resistencia a la corrosin y pigmentacin.Altamente durable sin perder sus caractersticas.Indeformable.Fcil de manipular por el operador.Inspido (que no provoque sabores).

Factores que influyen en la compatibilidad de implantes:Tamao del implante, Forma, Composicin del material, y La humectacin de la superficie, La aspereza y la carga

5.6 Interaccin con protenas y clulas El cuerpo humano est constituido por una estructura sea rgida el esqueleto, siendo ste el soporte mecnico de los tejidos blandos

En el interior de los anteriores elementos se encuentran o circulan numerosos fluidos corporales como sangre, plasma, jugos gstricos, saliva, orina, etc.

El cuerpo y sus tejidos

Fluido extracelular El fluido extracelular, localizado entre los diferentes tejidos, se mantiene a una temperatura de 37oC, es una solucin acuosa, salina, con conductividad elctrica y pH 7.4, que contiene 1% de cloruro de sodio, as como cantidades menores de otras sales y componentes orgnicos.

La saliva producida por diversas glndulas bucales es una solucin acuosa compuesta por varias sales orgnicas e inorgnicas, cidos orgnicos, protenas, carbohidratos y lpidos, con una concentracin total de 5 g/L y un pH 7.0. En la boca se produce un litro de saliva por da, utilizada principalmente durante la masticacin de alimentos.

El compuesto ms comn dentro del cuerpo humano es el colgeno, y otras protenas que incluyen elastina, queratina, reticulita, miosina y actina. En contraste con las protenas estructurales, protenas globulares o enzimas.

Gracias a la compleja organizacin el organismo humano tiene capacidad para identificar, rechazar o admitir cualquier cuerpo extrao (implante) introducido en l.

Las interacciones entre el implante o cuerpo extrao y el medio fisiolgico determinan el perodo de tiempo necesario para su reconocimiento y la intensidad de la reaccin del organismo para rechazar o asimilarle, hasta restablecer el equilibrio interno .

En este sentido ha de considerarse que al introducir un implante en el seno de un tejido, se produce la separacin fsica de los perfiles en contacto con la prtesis, disminuyendo al menos a la mitad las vas de alimentacin y oxigenacin celular de la interfase tejido-implante .

La implantacin de un dispositivo en el organismo humano, requiere que se garantice su total reconocimiento por parte del complejo sistema fisiolgico.

Las superficies de los biomateriales pueden ser:

Esquema

Superficie hidrfobaSuperficie cubierta por una matriz extracelularSuperficie modificada Los materiales dentales ubicados en la cavidad oral, en contacto con la saliva que contiene sales, por ejemplo los sulfuros, corroen, manchan o empaan las amalgamas de plata y oro, as como las prtesis dentales; alterando el color natural del esmalte de los dientes.

5.6.1 Respuesta inmunolgica

La capacidad del cuerpo humano para reconocer objetos fsicos o sustancias qumicas que le son ajenas, es el principal problema que enfrenta la ciencia mdica. Por ello, se fabrican con materiales inertes y sin ningn grado de toxicidad.

Los biomateriales ideales no existen. Es verdad que hay materiales que se adaptan mejor al sistema inmunolgico que otros. Pero estos materiales no pueden insertarse en el cuerpo de cualquier manera y no esperar rechazo por parte del sistema inmunolgico.

La caracterstica primordial de un biomaterial es que sea biolgicamente inerte, es decir que no presenten respuesta inmunolgica o dao celular donde se aplique, no ser txico, ni carcingeno, ser qumicamente estable (no presentar degradacin en el tiempo), tener propiedades mecnicas adecuadas.

Para que un material pueda sustentar el nombre de biomaterial debe pasar pruebas de bio-compatibilidad5.6.2 Estudios in-vitro e in- vivo

Estudios in-vitroEstudio in vitro: es cualquier manipulacin que se hace con clulas o sistemas aislados de clulas, en equipos de laboratorio con los que se trata de simular las condiciones que tendran en los organismo de los que fueron aislados.

Las pruebas in- Vitro se realizan fuera del organismo , histricamente, estas pruebas han sido utilizadas como las primeras pruebas de evaluacin de un material nuevo. Se pueden realizar en un tubo de ensayo, en una bandeja de cultivo celular, o en otro recipiente pero siempre fuera de un organismo.

Se realizan colocando el material en contacto directo con poblaciones celulares o bacterias y miden: el grado de citotoxicidad o crecimiento celular, funciones metablicas de la clula y el efecto del material sobre el material gentico de la clula

Pruebas de citotoxicidad

Estos ensayos evalan el efecto de los materiales sobre diferentes poblaciones celulares midiendo el nmero o crecimiento celular luego de la exposicin a los materiales. Adems estas pruebas determinan daos a nivel de la membrana celular, biosntesis o actividad enzimtica y el material gentico

Cuando se evala el crecimiento o nmero celular, el material es colocado directamente en contacto son un cultivo celular. Si el material no es citotxico, las clulas permanecen en contacto con el material y continan creciendo normalmente, por otra parte si el material es citotxico, el crecimiento celular se detiene y se observar un halo de inhibicin alrededor del material.Nmero y crecimiento celular

Pruebas de Mutagnesis y carcinognesis

Estas pruebas estudian el efecto de los materiales sobre el material gentico tanto en clulas como en bacterias y posteriormente se evalan los materiales en mamferos. Se realizan en un orden especfico y se detienen cuando existe cualquier indicio de mutagenicidad por parte del material o qumico.

Pruebas in vivoLas pruebas in- vivo ponen en contacto un material con un organismo intacto de algn tipo. En esta se utiliza un animal intacto en vez de clulas o tejidos. Los animales que mas se utilizan en este tipo de prueba son : ratones, ratas, hurones, conejillos de indias, aunque tambin se han utilizado otros animales entre los que incluyen: ovejas, monos, cerdos, perros y gatos.Prueba de Irritacin de mucosasDetermina si un material puede generar inflamacin a nivel de mucosas o piel erosionada.

Prueba de Sensibilizacin cutneaEstos ensayos evalan si un material genera una respuesta inflamatoria

Prueba de ImplantacinEstos ensayos sirven para evaluar los materiales que entrarn en contacto con tejidos subcutneos o hueso, ya que determinan la alergenicidad, inflamacin crnica o formacin de tumores.

5.7 Aplicaciones BiomaterialesLa razn principal del empleo de biomateriales se encuentra en reemplazar fsicamente a un tejido blando o duro, que ha sido daado o destruido a travs de un proceso patolgico (enfermedad) o accidental.

Evolucin de los BiomaterialesEstructuralFunctional Tissue Engineering ConstructsReemplazo de TejidosImplantes ad hocAd hoc= son hechos con un solo finEspecificados por fsicos usando materiales comunes o de ingenieraLa mayoria de los exitos fueron accidentales ms que planificadosPrimera Generacin de Implantes: Rellenos de oro, dientes basados en madera, piezas dentales de PMMA, acero, oro, marfil, etcImplantes desde la ingeniera usando materiales comunes de ingeniera.Desarrollo a travs de colaboraciones entre fsicos e ingenieros.Construidos a partir de la experiencia previa. Segunda Generacin de Implantes:

Implantes desde la bioingeniera usando materiales diseados para este fin.Algunos ya disponibles en el mercadoInstrumentos modificados y basados en polmerosTodava sigue en desarrolloTercera Generacin de Implantes:

Sustituciones para vlvulas del corazn5.7.1 Implantes Ortopdicos

IntroduccionLa finalidad de este tema es la exposision y analisis de los metales en implantes ortopedicos, teniendo un especial cuidado en aludir a los tipos de metales, sus tratamientos, propiedades quimicas y mecanicas asi como tambien sus fallas y caracteristicas.

ClasificacionSe pueden clasificar segun: El tiempo de permanencia Material de osteosntesis: tornillo, clavo, roscados, clavos intra medulares, placas, clavos-placas, etc. La funcin de estos implantes es el sostn o soporte interno, intra medular, transseo, adosado o fijado al hueso.

En general pueden ser extrados cuando el proceso biolgico reparativo ha terminado, puesto que el hueso es capaz de soportar las exigencias habituales sin su auxilio.

Prtesis

Se las emplea para reemplazar total o parcialmente un hueso o una articulacin irreparablemente daados en su morfologa, estructura o funcin.

Colocacion de una protesis Los materiales utilizados en las prtesis totales estn diseados para permitir una movilidad similar a la de la articulacin normal. Los componentes artificiales suelen estar compuestos por un elemento metlico que encaja exactamente en un elemento de plstico.

Sus principales caracteristicas:Acero inoxidable, aleaciones de cobalto, cromo, ceramicas, materiales compuestos y titanio.El plastico es polietileno, extremadamente duradero y resistente al desgaste.Se utiliza cemento para fijar el componente artificial al hueso.Tambien existen protesis no cementadas, que son directamente encajadas al hueso

Medios en los que se encuentran los implantesMedio Bioquimico: Las condiciones en las que tienen que actuar los implantes quirrgicos dentro del cuerpo humano, son muy severas, ya que se trata de un medio con predisposicin a producir corrosion en los metales de estos dispositivos.

Medio Dinmico: La perfecta reduccin del hueso permite que todo el implante sea soportado por l, restituyendo de nuevo el equilibriode fuerzas. En este caso solo existen sobre los implantes cargas relativamente pequeas y no crticas, y las complicaciones relacionadas con los implantes son mnimas.

Ceramicas en aplicaciones biomedicas Las ceramicas tambien tienen uso extensivo en el campo biomedico, como en implantes ortopedicos, lentes, utensilios de laboratorio y de modo mas importante en aplicaciones dentales. Algunos de los factores que hacen de los biomateriales ceramicos excelentes candidatos para sus aplicaciones son su biocompatibilidad, resistencia a la corrosion, alta dureza, resistencia al desgaste en aplicaciones donde hay articulacion de superficies (materiales de protesis dentales, de cadera y rodilla) ademas su principal ventaja de algunos biomateriales ceramicos es que se unen muy bien al hueso, lo cual es importante en aplicaciones ortopedicas y dentales.

Alumina en implantes ortopedicos La alumina de alta pureza tiene resistecia a la corrosion, al desgaste, alta solidez y es biocompatible, es por eso que ha aumentado su uso como el material preferido para reemplazos de cadera. Son reemplazos con protesis artficiales

Requisitos para los implantesBiocompatibilidad.Resistencia a la corrosin en el medio biolgico.Propiedades mecnicas y fsicas compatibles con su funcin especfica en el cuerpo humano.Resistentes a la fatiga para las aplicaciones de cargas cclicas.seo integracin.

Tipos de metales utilizados Los metales puros no tienen las resistencias, elasticidad, ductilidad y purezas que requieren los distintos tipos de implantes actualmente utilizados en traumatologa y ortopedia. Por esa razn se recurre a la adicin de uno o mas metales al elemento base para modificar su estructura cristalina y por lo tanto sus propiedades fsicas. Cada estructura cristalina se denomina fase; las aleaciones que tienen mas de una fase se llaman alotrpicas o polimorfas. El numero de fases de una aleacin depende del numero y cantidad de elementos de que consta, as como el tratamiento en que ha sido sometido.Las tres mayores familias de aleaciones empleadas son:

Aleaciones de Cobalto-Cromo-Molibdeno (Co-Cr-Mo)Titanio-Aluminio-Vanadio (Ti-Al-V) y Ti casi puroAceros inoxidables tipo AISI 316 (L) (en base a Fe-Ni-Mo) 5.7.2 Aplicaciones dentales

Dentro de la boca, tanto los dientes como lostejidos que los sostienen pueden deteriorarse acausa de:Enfermedades bacterianasPor el paso de tiempo

Causas de la perdida parcial o total de la dentaduraCaries dentalesLa desmineralizacinPlaca dental

Mediante tcnicas quirrgicas especificas esposible reemplazar pieza dentales perdidas porotras sintticas, con las mismas funciones y granduracin

La prtesis consta de 3 partes fundamentales,llamadas corona, perno o mun que soportaraa la corona y el implante propiamente dicho quereemplazara la raz del diente.

En la actualidad, existe una gran variedad demateriales que pueden utilizarse para lafabricacin de implantes siendo la mayora deTitanio o unas de sus aleaciones Ti6AI4V

Asegurarse de que el medio biolgico respondacorrectamente a los estmulos y disturbiosbioqumicos producidos por el material Implantado

En el caso del titanio, una capa de xidosuperficial se forma espontneamente, y luego demuchos aos de investigacin, se ha comprobadola biocompatibilidad de dicho xido.

5.7.3 Aplicaciones cardiovasculares.

Sistema Cardiovascular

ElementosCorazonVenasArteriasValvulasVasos sanguineosSistema linfaticohttp://www.anatomiahumana.ucv.cl/efi/modulo24.htmlAplicaciones de biomaterialesBiomateriales cardiovasculares pueden dividirse bsicamente en tres catogories amplio: Ellos son: Los polmeros absorbibles Los polmeros no absorbibles Metales

Los polmeros absorbibles se utilizan generalmente en situaciones donde la parte polimrica del dispositivo ya no es necesario. Por ejemplo en el caso de las suturas quirrgicas, el uso de suturas absorbibles elimina la necesidad de que el paciente vaya al cirujano para quitar la sutura despus de una herida se cura

Algunos de los polmeros conocidos y utilizados son en realidad co-polmeros a partir de diferentes tipos de monmeros mezclados en proporciones diferentes. El cido polilctico, cido poligliclico, polidioxanona son algunos de los ejemplos.La mayora de los dispositivos cardiovasculares utilizar estos tipos de polmeros.

En el injerto de stent endovascular, el injerto vascular (prtesis), anillo anuloplastia, parche cardaco, o el anillo en la base de una vlvula cardiaca para la colocacin de sutura, todos lo general utilizan el polmero de polister.

En el caso de los materiales de sutura no absorbible, nylon y polipropileno son los ms comnmente utilizados. El metal ms utilizado es 'Nickel Titanium ", que se denomina como' Nitino

Esta es la aleacin de memoria de forma. Esto significa que cuando un stent hecho de este metal se tritura en un catter (~ 4 mm de dimetro) que no est pasando por la deformacin elstica permanente. As, cuando tal stent es desplegada por un catter en una arteria por la expansin de globo, que volver a su forma original.

Cardiovascular SystemVascular implantsPET, ePTFE, autografts, allografts, SIS Heart Valvesxenografts, SS, carbon/PETCathetersPDMSe, PUR, HDPE, PTFE, PolyamidesCardiovascular TissueStem Cells, autografts, allograftsCaracteristicas requeridasInteraccion de la sangre con Material

En el caso de aparatos cardiovasculares, se debe considerar las interacciones no slo con la sangre, pero tambin con adyacentes y los tejidos circundantes, y adems en la adhesin y el crecimiento bacterias u otros agentes infecciosos o cerca del dispositivo.Angioplastia y colocacin de stentsEl stent es una malla metlica de forma tubular. Cuando se implanta un stent dentro de una arteria coronaria, ste acta como un soporte o armazn para mantener abierto el vaso sanguneo. El stent, al mantener abierto el vaso, contribuye a mejorar el flujo de sangre al msculo cardaco y a reducir el dolor de la angina de pecho.

Poliacrilonitrilopolisulfona y poli (metacrilato de metilo)

Desfibrilador cardioversor implantable (DCI)Los DCI son para aquellas personas que han tenido una frecuencia cardaca alta anormal que les produjo un desmayo o afect a la capacidad de bombeo del corazn.corazn.

El DCI es tpicamente del tamao de un buscapersonas (beeper) y consta de dos partes:Un generador de impulsos, que incluye la batera y varios circuitos electrnicos.Alambres o cables denominados electrodos. Segn el tipo de DCI, ste puede tener uno o dos electrodos.

MarcapasosEl marcapasos es un pequeo dispositivo alimentado por una batera que ayuda al corazn a latir con un ritmo constante. Los marcapasos pueden ayudar a regular el ritmo del corazn en casos de frecuencia cardaca lenta, rpida o irregular, o de bloqueo en el sistema de conduccin elctrica del corazn.

El marcapasos es aproximadamente del tamao de una caja de fsforos y consta de dos partes:

Un generador de impulsos, que incluye la batera y varios circuitos electrnicos. Alambres o cables denominados electrodos, que se fijan a la pared del corazn. Segn las necesidades del paciente, el marcapasos puede tener uno o dos electrodos.Los electrodos son de tatinum, plata, titanio, acero inoxidable, o aleaciones de cobalto.

La mayora de los marcapasos utilizar una batera de litio-yodo.Los aparatos a continuacin s afectan a los marcapasos. Los marcapasos podran no funcionar correctamente al entrar en contacto con estos dispositivos.

Grupos electrgenosEquipos para soldarAlgunos aparatos utilizados por los dentistasMquinas de resonancia magnticaMquinas de radioterapia para el tratamiento del cncerEquipos pesados o motores con imanes potentes

Vlvulas cardiacasLas vlvulas mecnicas son de dos tipos: la bola y la inclinacin de jaula de disco. Los materiales ms utilizados son de elastmero de silicona, cobalto-cromo-aleaciones basadas en titanio y carbono piroltico.

De elastmero de silicona se ha utilizado para la de asiento o en las vlvulas de bola enjaulada.

Vlvulas mecnicas, que normalmente estn hechas de materiales tales como el plstico, el carbono o el metal. Las vlvulas mecnicas son resistentes y duraderas. Como la sangre suele adherirse a las vlvulas mecnicas y formar cogulos, los pacientes que tienen estas vlvulas deben tomar diluyentes de la sangre (anticoagulantes) el resto de su vida.El corazn bombea la sangre en una sola direccin. Las vlvulas cardacas desempean un papel clave en este flujo unidireccional de sangre, al abrirse y cerrarse con cada latido.Cuando la vlvula est gravemente daada es necesario sustituirla. Se realizan sustituciones valvulares ms comnmente para tratar la vlvula artica y la vlvula mitral cuando estn gravemente daadas.

Vlvulas del corazon

Celdas de la valvulaMatriz de colgeno de la vlvula del coraznValvula despues de la implantacion231Injertos vascularesEstos materiales estn constituidos por aproximadamente un 50 por ciento de polmeros sintticos y un 50 por ciento de protenas. La porcin de polmero de los materiales es un derivado del polietilenglicol.

Se utiliza para el tratamiento de aneurisma de aorta abdominal.

Filtros venalesLos filtros se introducen en la vena cava inferior de pacientes que han tenido o estn en riesgo de sufrir una embolia pulmonar, pero en los que el tratamiento anticoagulante para prevenir la recurrencia est contraindicada.

el filtro "paraguas" que se haga de elastmero de silicona recubiertos de acero inoxidable y se pasa como un paraguas cerrado, bajo anestesia local, a travs del cuello la yugular () vena por medio de un catter,

Anillos de anuloplastaEl anillo Anuloplastia se utiliza para mantener el dimetro de la abertura de la vlvula del corazn. Esto es necesario porque si el dimetro es superior a la medida en que las vlvulas se puede cerrar, entonces hay un riesgo de flujo de retorno de la sangre.

Aparato de Asistencia VentricularAyuda a bombear sangre desde el ventrculo izquierdo a la aorta.

El procedimiento se utiliza en caso de pacientes con debilidad de los msculos cardacos que no pueden proporcionar suficiente contraccin durante la sstole, para bombear la sangre hacia la aorta.

Este es un dispositivo implantable de forma permanente, por lo tanto los materiales utilizados para hacer que este dispositivo tienen que ser bicompatible.

CateteresEl catter tiene un papel muy importante en el campo de productos sanitarios cardiovasculares. Se trata de los primeros dispositivos que hace contacto con el tejido disesease el interior del cuerpo en caso de aneurismas. La funcin ms importante de este dispositivo se va a ofrecer un pasaje ininterrumpido camino para los cirujanos para poder llegar a la profundidad en el cuerpo, para tratar las enfermedades por diferentes tipos de cirugas.

Soporte CardiacoEl saco cardaco como se muestra en la figura anterior se utiliza para proporcionar presin positiva desde el exterior. Esto ayuda al corazn para mantener su forma normalmente. Hay otras aplicaciones de la malla de polmero, tales como un parche cardaco.

Esto se utiliza para corregir las condiciones, como un agujero en el corazn.

Suturas

Las suturas son uno de los dispositivos mdicos ms importantes que se utiliza en la ciruga

En los procedimientos cardiovasculares las suturas se pueden utilizar para la reparacin de tejidos con el tejido, o tejido con un dispositivo implantable. Estos estn disponibles en varios tamaos (dimetro de sutura) y polmeros (absorbible y noCorazn artificialEl transplante de corazn se ha convertido en una forma efectiva de tratamiento para los pacientes con insuficiencia cardiaca intratable, 1 en la actualidad y la supervivencia a 5 aos son aproximadamente el 80% y 70%, respectivamente.

5.7.4 Fallas en implantes

Un implante se considera que ha fallado si debe ser extrado prematuramente.Se asumen dos tipos de fallas:

La segunda por infeccin, inflamacin y otras reacciones del cuerpo ante la presencia del implante. La primera incluye deformaciones permanentes, fracturas por sobrecarga, fracturas por fatiga, corrosin, desgaste, etc.,