Vantaggi e svantaggi dei biomateriali

Il biomateriale è qualsiasi materiale che è parte integrante di un organismo vivente. Il materiale può essere naturale o sintetico e comprende metalli, ceramiche e polimeri. Sono principalmente utilizzati in campo medico per la riparazione dei tessuti, valvole cardiache e impianti. Sebbene i biomateriali abbiano molti vantaggi e svantaggi, ogni materiale viene scelto in base all'applicazione finale in modo tale che i vantaggi superino gli svantaggi.

Acciaio inossidabile, oro, lega di cobalto-cromo e lega di nichel-titanio sono i metalli più comunemente usati come biomateriali. Le applicazioni includono sostituzioni ossee e articolari, impianti dentali e casi di pacemaker. I principali vantaggi dei metalli sono che sono forti e resistenti alla degradazione per fatica. Hanno memoria di forma e possono essere sterilizzati facilmente prima dell'uso. Lo svantaggio principale è che il metallo può corrodersi a causa della reazione chimica con gli enzimi e gli acidi del corpo. Può anche causare tossicità da ioni metallici nel corpo.

I polimeri includono collagene, nylon e siliconi. Sono utilizzati nella riparazione dei tessuti, nelle valvole cardiache e nelle protesi mammarie. I polimeri sono ampiamente utilizzati in quanto possono essere fabbricati per adattarsi al loro utilizzo. Sono facili da produrre e modificare. Sono anche biodegradabili, il che è sia un vantaggio che uno svantaggio. A causa dell'intensa interazione con il corpo, possono lisciviare, causando usura. Possono anche assorbire importanti nutrienti e acqua dal sangue.

Allumina, zirconia e carbonio pirolitico sono alcune delle ceramiche utilizzate come biomateriali in applicazioni come impianti ortopedici e dentali. Il vantaggio principale è che sono resistenti e chimicamente inerti. Hanno un'elevata resistenza alla compressione, necessaria per gli impianti ossei. Alcuni materiali ceramici sono anche biodegradabili. La difficoltà nella produzione costituisce il principale svantaggio. Possono anche ridurre al minimo la crescita ossea. A volte, gli impianti possono allentarsi nel tempo e staccarsi.

I compositi includono biovetroceramica, allotrapianto e xenotrapianto. Sono utilizzati nell'ingegneria dei tessuti e nelle sostituzioni articolari. Poiché i compositi sono costituiti da due o più materiali, il prodotto finale combina le proprietà di tutti i materiali utilizzati. Il vantaggio principale dei compositi è che sono resistenti pur essendo leggeri. Loro hanno bassa densità e sono anche resistenti alla corrosione. L'alto costo coinvolto nella produzione di compositi è uno svantaggio. Inoltre, la loro forma non può essere modificata facilmente.