Биоматериал - это любой материал, являющийся неотъемлемой частью живого организма. Материал может быть натуральным или синтетическим и включать металлы, керамику и полимеры. В основном они используются в области медицины для восстановления тканей, сердечных клапанов и имплантатов. Хотя биоматериалы имеют множество преимуществ и недостатков, каждый материал выбирается в соответствии с конечным применением, так что преимущества перевешивают недостатки.
Металл
Нержавеющая сталь, золото, кобальт-хромовый сплав и никель-титановый сплав являются наиболее часто используемыми металлами в качестве биоматериалов. Применения включают замену костей и суставов, зубные имплантаты и кардиостимуляторы. Основные преимущества металлов в том, что они прочны и устойчивы к усталостному разрушению. Они обладают памятью формы и могут быть легко стерилизованы перед использованием. Главный недостаток - металл может подвергаться коррозии из-за химической реакции с ферментами и кислотами организма. Это также может вызвать отравление ионами металлов в организме.
Полимер
Полимеры включают коллаген, нейлон и силиконы. Они используются для восстановления тканей, сердечных клапанов и грудных имплантатов. Полимеры широко используются, поскольку их можно производить, чтобы приспособиться к их использованию. Их легко производить и модифицировать. Они также поддаются биологическому разложению, что является как преимуществом, так и недостатком. Из-за интенсивного взаимодействия с телом они могут вымываться, что приводит к износу. Они также могут поглощать важные питательные вещества и воду из крови.
Керамика
Глинозем, диоксид циркония и пиролитический углерод - это некоторые из керамических материалов, используемых в качестве биоматериалов в таких приложениях, как ортопедические и дентальные имплантаты. Главное преимущество в том, что они прочны и химически инертны. Они обладают высокой прочностью на сжатие, что необходимо для костных имплантатов. Некоторые керамические материалы также поддаются биологическому разложению. Главный недостаток - сложность изготовления. Они также могут минимизировать врастание костей. Иногда имплантаты со временем расшатываются и смещаются.
Композиты
Композиты включают биостекло-керамику, аллотрансплантат и ксенотрансплантат. Они используются в тканевой инженерии и замене суставов. Поскольку композиты изготавливаются из двух или более материалов, конечный продукт сочетает в себе свойства всех используемых материалов. Основное преимущество композитов в том, что они прочные, но при этом легкие. Они имеют низкой плотности а также устойчивы к коррозии. Недостатком является высокая стоимость изготовления композитов. Кроме того, их форму нелегко изменить.