Fordeler og ulemper ved biomaterialer

Biomateriale er ethvert materiale som er en integrert del av en levende organisme. Materialet kan være naturlig eller syntetisk og inkluderer metaller, keramikk og polymerer. De brukes hovedsakelig innen det medisinske feltet for vevsreparasjon, hjerteklaffer og implantater. Mens biomaterialer har mange fordeler og ulemper, velges hvert materiale i henhold til sluttapplikasjonen slik at fordelene oppveier ulempene.

Rustfritt stål, gull, kobolt-kromlegering og nikkel-titanlegering er de vanligste metaller som brukes som biomaterialer. Søknadene inkluderer utskiftninger av bein og ledd, tannimplantater og pacemaker-tilfeller. De viktigste fordelene med metaller er at de er sterke og er motstandsdyktige mot nedbrytning av utmattelse. De har formhukommelse og kan steriliseres lett før bruk. Den største ulempen er at metall kan korrodere på grunn av kjemisk reaksjon med kroppens enzymer og syrer. Det kan også forårsake metalliontoksisitet i kroppen.

Polymerer inkluderer kollagen, nylon og silikoner. De brukes i vevsreparasjon, hjerteklaffer og brystimplantater. Polymerer er mye brukt siden de kan produseres for å tilpasse seg deres bruk. De er enkle å produsere og modifisere. De er også biologisk nedbrytbare, noe som både er en fordel og en ulempe. På grunn av den intense samspillet med kroppen kan de lekke ut, noe som fører til slitasje. De kan også absorbere viktige næringsstoffer og vann fra blodet.

Alumina, zirkoniumdioksyd og pyrolytisk karbon er noen av keramikkene som brukes som biomaterialer i applikasjoner som ortopediske og tannimplantater. Den største fordelen er at de er sterke og kjemisk inerte. De har høy trykkfasthet, noe som er nødvendig for beinimplantater. Noen keramiske materialer er også biologisk nedbrytbare. Vanskeligheter med produksjon er den største ulempen. De kan også minimere beininnvekst. Noen ganger kan implantater løsne seg over tid og løsne seg.

Kompositter inkluderer bioglasskeramikk, allograft og xenograft. De brukes i vevsteknikk og leddutskiftninger. Fordi kompositter er laget av to eller flere materialer, kombinerer sluttproduktet egenskapene til alle materialene som brukes. Den største fordelen med kompositter er at de er sterke mens de er lette. De har lav tetthet og er også motstandsdyktig mot korrosjon. De høye kostnadene ved produksjon av kompositter er en ulempe. I tillegg kan formen ikke endres enkelt.