Biomaterjalide eelised ja puudused

Biomaterjal on igasugune materjal, mis on elusorganismi lahutamatu osa. Materjal võib olla looduslik või sünteetiline ning sisaldab metalle, keraamikat ja polümeere. Neid kasutatakse peamiselt meditsiinivaldkonnas kudede parandamiseks, südameklappide ja implantaatide jaoks. Kuigi biomaterjalidel on palju eeliseid ja puudusi, valitakse iga materjal vastavalt lõppkasutusele nii, et eelised kaaluvad üles puudused.

Roostevaba teras, biomaterjalidena kasutatakse kõige sagedamini metalli, kulda, koobalti-kroomi sulamist ja nikli-titaani sulamist. Rakendused hõlmavad luude ja liigeste asendusi, hambaimplantaate ja südamestimulaatori juhtumeid. Metallide peamised eelised on need, et need on tugevad ja vastupidavad väsimuse lagunemisele. Neil on kuju mälu ja neid saab enne kasutamist hõlpsasti steriliseerida. Peamine puudus on see, et metall võib söövituda keemiliste reaktsioonide tõttu keha ensüümide ja hapetega. Samuti võib see põhjustada metalliioonide toksilisust kehas.

Polümeeride hulka kuuluvad kollageen, nailon ja silikoonid. Neid kasutatakse kudede parandamisel, südameklappides ja rinnaimplantaatides. Polümeere kasutatakse laialdaselt, kuna neid saab valmistada vastavalt nende kasutamisele. Neid on lihtne toota ja muuta. Need on ka biolagunevad, mis on nii eelis kui ka puudus. Tänu intensiivsele suhtlemisele kehaga võivad nad leostuda, põhjustades kulumist. Samuti võivad nad verest imada olulisi toitaineid ja vett.

Alumiiniumoksiid, tsirkooniumoksiid ja püroliitiline süsinik on mõned keraamikatest, mida kasutatakse biomaterjalidena sellistes rakendustes nagu ortopeedilised ja hambaimplantaadid. Peamine eelis on see, et nad on tugevad ja keemiliselt inertsed. Neil on kõrge survetugevus, mis on vajalik luuimplantaatide jaoks. Mõned keraamilised materjalid on ka biolagunevad. Peamine puudus on tootmisraskused. Samuti võivad need minimeerida luude juurdekasvu. Mõnikord võivad implantaadid aja jooksul lõdveneda ja lahti minna.

Komposiitide hulka kuuluvad bioklaasist keraamika, allograft ja ksenograft. Neid kasutatakse koetehnikas ja liigeste asendamisel. Kuna komposiidid on valmistatud kahest või enamast materjalist, ühendavad lõpptooted kõigi kasutatud materjalide omadused. Komposiitide peamine eelis on see, et need on tugevad, samas kui nad on kerged. Neil on madal tihedus ja on ka korrosioonikindlad. Puuduseks on komposiitide valmistamise kõrge hind. Lisaks ei saa nende kuju lihtsalt muuta.