Výhody a nevýhody biomateriálů

Biomateriál je jakýkoli materiál, který je nedílnou součástí živého organismu. Materiál může být přírodní nebo syntetický a zahrnuje kovy, keramiku a polymery. Používají se hlavně v lékařství pro opravy tkání, srdeční chlopně a implantáty. Zatímco biomateriály mají mnoho výhod a nevýhod, každý materiál je vybrán podle konečné aplikace tak, že výhody převažují nad nevýhodami.

Nerezová ocel, zlato, slitina kobaltu a chrómu a slitina niklu a titanu jsou nejběžněji používané kovy jako biomateriály. Mezi aplikace patří náhrady kostí a kloubů, zubní implantáty a kardiostimulátory. Hlavními výhodami kovů je, že jsou silné a odolné proti degradaci únavou. Mají tvarovou paměť a lze je před použitím snadno sterilizovat. Hlavní nevýhodou je, že kov může korodovat v důsledku chemické reakce s tělními enzymy a kyselinami. Může také způsobit toxicitu kovových iontů v těle.

Polymery zahrnují kolagen, nylon a silikony. Používají se při opravách tkání, srdečních chlopních a prsních implantátech. Polymery jsou široce používány, protože je lze vyrobit tak, aby se přizpůsobily jejich použití. Snadno se vyrábějí a upravují. Jsou také biologicky odbouratelné, což je výhodou i nevýhodou. Díky intenzivní interakci s tělem se mohou vyluhovat, což vede k opotřebení. Mohou také absorbovat důležité živiny a vodu z krve.

Oxid hlinitý, oxid zirkoničitý a pyrolitický uhlík jsou některé z keramiky používané jako biomateriály v aplikacích, jako jsou ortopedické a zubní implantáty. Hlavní výhodou je, že jsou silné a chemicky inertní. Mají vysokou pevnost v tlaku, která je nezbytná pro kostní implantáty. Některé keramické materiály jsou také biologicky odbouratelné. Hlavní nevýhodou je obtížnost výroby. Mohou také minimalizovat růst kostí. Někdy se implantáty mohou časem uvolnit a uvolnit.

Kompozity zahrnují biosklokeramiku, aloštěp a xenoštěp. Používají se při tkáňovém inženýrství a náhradách kloubů. Protože jsou kompozity vyrobeny ze dvou nebo více materiálů, výsledný produkt kombinuje vlastnosti všech použitých materiálů. Hlavní výhodou kompozitů je, že jsou pevné a zároveň lehké. Oni mají nízká hustota a také jsou odolné vůči korozi. Nevýhodou jsou vysoké náklady na výrobu kompozitů. Navíc jejich tvar nelze snadno změnit.