Apresentação do PowerPoint

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Published on 26 April 2021
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Biomateriais: o que são, tipos e aplicações
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http://biomateriaisnaengenharia.blogspot.com/2011/11/biomateriais-nas-proteses.html
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1. Definição
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Os biomateriais podem ser definidos como dispositivos que entram em contato com sistemas biológicos (incluindo fluidos biológicos), com aplicações diagnósticas, vacinais, cirúrgicas ou terapêuticas, podendo ser constituídos de compostos de origem sintética ou natural, assim como de materiais naturais quimicamente modificados, tanto na forma de sólidos quanto de géis, pastas ou mesmo líquidos, não sendo necessariamente fabricados, como válvulas cardíacas de porcos e retalhos de pele humana tratados para uso como implantes.
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Imagens: pele e implante de seios artificiais
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(A) Pele artificial e (B) Implante de seios artificiaishttps://www.researchgate.net/figure/Other-applications-of-biomaterials-A-artificial-skin-and-B-breast-implant-biomaterial_fig6_272180263
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1.1. Evolução no desenvolvimento e aplicação de biomateriais
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O uso de biomateriais não é recente, e sua aplicação na correção dos mais diversos tipos de problemas relacionados à saúde humana remonta à antiguidade. Há registro, por exemplo, do uso de suturas de linho e ouro no Antigo Egito (2000 AC) e de intestino de gatos, na Europa, durante a Idade Média, assim como de dentes artificiais feitos de conchas pelos maias (600 AC), de ferro pelos franceses (200 AC) e de ouro e madeira pelos romanos, chineses e astecas. Substitutos ósseos feitos de madeira também foram encontrados no Antigo Egito e na Europa, na Idade Média, tendo sido observada eficiente osseointegração.
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Imagem: exemplo de uso de biomateriais na antiguidade
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 https://doi.org/10.1515/bnm-2013-0014
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1.2. Uso sistematizado dos Biomateriais
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Inicialmente, durante a fase de uso sistemático de biomateriais (a partir do século XIX), tinha-se por objetivo a obtenção de materiais biocompatíveis que pudessem substituir um tecido danificado e prover suporte mecânico, com mínima resposta biológica do paciente - Bioinércia. Com o passar do tempo, buscou-se aumentar a vida do implante por sua interação com a interface do tecido hospedeiro; em seguida, focou-se no desenvolvimento de materiais biodegradáveis, com capacidade de serem incorporados ou absorvidos (após dissolução) pelo tecido hospedeiro - Bioatividade, e, mais recentemente, tem-se trabalhado com o conceito de biomimética, buscando-se materiais que participem de forma ativa no processo de recuperação, atuando no tecido de forma específica, com estimulação em nível celular - Regeneração.
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1.3. Etapas envolvidas para o uso de Biomateriais
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2. Tipos de Biomateriais e suas Aplicações
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2.1. Biomateriais MetálicosEntre os diferentes tipos de matérias-primas disponíveis para a obtenção de biomateriais, a classe dos metais destaca-se por apresentar excelente desempenho mecânico, como alta resistência à fadiga e à fratura. Devido a estas características, os metais têm sido amplamente utilizados como componentes estruturais visando à substituição, reforço ou estabilização de tecidos rígidos, os quais são constantemente submetidos a altas cargas de tração e compressão. Neste âmbito, as aplicações mais comuns incluem fios, parafusos e placas para fixação de fraturas, implantes dentários e próteses para substituição de articulações.
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2.1. Biomateriais Metálicos
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Além dos componentes estruturais, os metais podem ser empregados na confecção de válvulas cardíacas artificiais e endopróteses expansíveis (stents), que requerem, além de resistência mecânica apropriada, durabilidade e possibilidade de visualização em imagens de raios-X.18,20 A boa condutividade elétrica, outro atributo comum destes materiais, tem favorecido a obtenção de dispositivos de estímulo neuromuscular, como os marca-passos cardíacos.21 A grande versatilidade dos metais para o uso biomédico deve-se, também, à possibilidade de polimento e abrasão da superfície, bem como à facilidade de esterilização. Esta última característica torna-se responsável pela extensa aplicação dos metais em instrumentação cirúrgica (biomateriais de uso ultra-rápido), como tesouras, agulhas, fórceps, pinças e afastadores. Atualmente, os metais mais utilizados na área médica são os grupos dos aços inoxidáveis, as ligas de titânio e o titânio comercialmente puro, e as ligas à base de cobalto-cromo.4,18
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Imagem: implantes feitos por biomateriais metálicos
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https://www.researchgate.net/figure/Examples-of-implants-made-of-metallic-biomaterials-Slika-1-Primeri-implantatov-narejenih_fig4_228672561
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2.2. Biomateriais Cerâmicos
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As cerâmicas incluem uma ampla gama de compostos que tiveram papel essencial no desenvolvimento dos biomateriais. As aplicações englobam as mais diversas áreas, como instrumentos de diagnóstico (termômetros, fibras para endoscopia), próteses ortopédicas, dispositivos para a reconstrução odontológica e maxilo-facial, válvulas cardíacas, traqueias artificiais e preenchimentos ósseos. O vasto campo de aplicação se deve, em grande parte, às propriedades cristalográficas e à superior compatibilidade química das cerâmicas com o meio fisiológico e com tecidos rígidos, como ossos e dentes.
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Imagem: dentes de vidro cerâmico
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https://ceramics.org/ceramic-tech-today/biomaterials/gain-a-winning-smile-with-glass-ceramics
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2.3. Biomateriais Poliméricos
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Os biomateriais poliméricos estão dentre os mais empregados no âmbito médico. As principais vantagens dos biomateriais poliméricos em comparação com os materiais cerâmicos ou metálicos incluem a facilidade de fabricação para produzir formas variadas (partículas, filmes, fios, dentre outros), o processamento secundário, custo razoável e disponibilidade em encontrar materiais com propriedades mecânicas e físicas desejadas para aplicações específicas.
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Biomaterial Polimérico usado para rejuste médico da coluna
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https://www.polymersolutions.com/blog/coating-improves-polymers-use-in-surgeries
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2.4. Biomateriais Compósitos
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Os compósitos são uma classe de materiais constituídos por uma fase contínua (matriz) e uma fase dispersa (componente de reforço ou modificador) separadas por interfaces, cujas características podem incorporar propriedades combinadas dos constituintes individuais.O material de reforço ou modificador pode ser utilizado na forma de fibras ou partículas e é adicionado com diversos objetivos, como, por exemplo, melhorar propriedades mecânicas, aumentar a taxa de degradação, melhorar a biocompatibilidade e bioatividade ou até mesmo, controlar o perfil de liberação de fármacos ou fatores de crescimento incorporados aos dispositivos.
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Referência Bibliográfica
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PIRES, Ana Luiza R.; BIERHALZ, Andréa C. K.; MORAES, Ângela M. Biomateriais: tipos, aplicações e mercado. Química Nova, São Paulo, vol. 38, N₀. 7, 957 – 971, 2015, Maio, 2015. Disponível em http://dx.doi.org/10.5935/0100-4042.20150094