Materiały inżynierskie stosowane w medycynie

Prezentacja na temat: "Materiały inżynierskie stosowane w medycynie"— Zapis prezentacji:

1 Materiały inżynierskie stosowane w medycynie
Autorzy: Zbigniew Gronowski Jakub Kantor ISzKNoM Sem. V Gr. I

2 Co to jest biomateriał?

3 Co to jest biomateriał? Każda substancja (ale inna niż lek) albo kombinacja substancji pochodzenia syntetycznego lub naturalnego, która może być użyta w dowolnym czasie, w całości lub części celem leczenia, powiększenia lub zastąpienia tkanek narządu, organu lub funkcji ustroju.

4 Jakie cechy powinien mieć biomateriał?
– Musi być biokompatybilny (nie może wywoływać reakcji obronnej tkanek); – Może być przy tym neutralny dla organizmu (nie oddziałuje); – Może być bioaktywny (oddziałuje z tkankami: następuje integracja materiału z tkanką). – Może być biodegradowalny (rozkładać się w organizmie); – Musi mieć odpowiednie właściwości. Np. implant kości nie może być ani słabszy, ani silniejszy niż kość.

5 Podział biomateriałów

6 Funkcje biomateriałów

7 Biomateriały metaliczne
stal austenityczna - kwasoodporna, nierdzewna i (X5 CrNiMo 17122) wg DIN /17 445, stopy na osnowie kobaltu, tytan i jego stopy, stopy z pamięcią kształtu.

8 Biomateriały metaliczne
dobrą odporność na korozję, odpowiednie własności mechaniczne, dobrą jakość metalurgiczną i jednorodność, zgodność tkankową – nietoksyczność i niewywoływanie odczynów alergicznych, odporność na zużycie ścierne, brak tendencji do tworzenia zakrzepów, odpowiednie własności elektryczne, możliwe do przyjęcia koszty wytwarzania.

9 Stopy z pamięcią kształtu
W latach siedemdziesiątych rozpoczęto badania nad zastosowaniem na implanty stopów z pamięcią kształtu. Ich szczególne własności są związane z odwrotną przemianą martenzytyczną. Do tej grupy materiałów zalicza się stop NiTi o nazwie Nitinol o stężeniu do 57% masowo niklu, a także stop Ti50 Ni48,5 Co1,5. Zjawisko pamięci kształtu w stopach związane może być z: jednokierunkowym efektem pamięci, pseudo-sprężystością, dwukierunkowym efektem pamięci. Jednokierunkowy efekt pamięci kształtu może być związany z dwoma stanami wyjściowymi. W dwukierunkowym efekcie pamięci kształtu stop pamięta zarówno kształt fazy macierzystej jak i martenzytycznej.

10 Przykładowe zastosowania

11 Przykładowe zastosowania

12 Przykładowe zastosowania
Stabilizatory Stabilizator nadgarstka Stabilizator stawu łokciowego

13 Bioceramika

14 Bioceramika - zalety Bardzo dobra biozgodność chemiczna z tkanką kostną, Ceramika porowata - zdolność tworzenia naturalnego połączenia z tkanką kostną (mocowanie biologiczne – proces przerastania implantu żywą tkanką àeliminacja cementów kostnych), Ceramika bioaktywna – międzyfazowe połączenie implantu z tkanką kostną poprzez formowanie biologicznie aktywnego hydroksyapatytu na powierzchni implantu w warunkach in vivo, Ceramika resorbowalna – zastąpienie ulegającego resorpcji implantu przez tkankę kostną.

15 Bioceramika - problemy
Wyjaśnienie istoty bioaktywności Modelowanie mikrostruktury podłoży dla regeneracji tkanek Brak biozgodności fizycznej z tkanką kostną (za duży E, za mała energia pękania w porównaniu z kością) Spadek wytrzymałości mechanicznej in vivo Ujemny wpływ Al na układ nerwowy Ceramika resorbowalna – trudności w utrzymaniu odpowiedniej wytrzymałości i stabilności obszaru implantu z kością w czasie degradacji materiału i zastępowaniu go przez tkankę żywą (zbyt duża szybkość resorpcji w porównaniu z szybkością regeneracji tkanki kostnej).

16 Bioceramika

17 Polimery w medycynie

18 Polimery w medycynie Resorbowalne podłoża polimerowe i kompozytowe dla sterowanej regeneracji tkanek, Implanty konstrukcyjne o dopasowanych właściwościach mechanicznych i kontrolowanym czasie resorpcji, Nośniki leków, Materiały inteligentne, Biostabilne elementy zespalające, stabilizatory zewnętrzne, Materiały opatrunkowe – hydrożele, hydrokoloidy.

19 Gładka ceramika lub plastik
Kompozyty Dzięki połączeniu własności różnych materiałów uzyskuje się polepszenie: wytrzymałości biotolerancji, niezawodności połączenia z kością Porowata ceramika Rdzeń metaliczny NOWOCZESNA ENDOPROTEZA Gładka ceramika lub plastik

20 Bibliografia Beata Świeczko – Żurek : Biomateriały, Marciniak J. : Biomateriały, Wykład 

21 Dziękujemy za poświęcony czas.