INTRODUCCION A LOS BIOMATERIALES

BIOMATERIALES
TEMA 1. INTRODUCCION

Biomaterial es una “pieza de repuesto del cuerpo humano”.
Los materiales usados son biomateriales e implantes (en contacto con tejido humano). Se puede sustituir prácticamente todo el cuerpo, excepto el cerebro.
Otra parte de biomateriales trata sobre la ingeniería biomédica, incluyendo biomateriales, biosensores, etc.
Desde la idea (médico al detectarnecesidad, junto investigador o inventor), una vez detectado el problema, tenemos que decidir qué va a tener ese material, qué materiales tolera el cuerpo humano para generar beneficios superiores a los riesgos (labor llevada a cabo por un Químico). Tras esto, se realizan numerosas pruebas (toxicidad, biocompatibilidad, mecánicas, etc.) llevadas a cabo por Ingenieros, bioquímicos, veterinarios…
Elfabricado y almacenaje (esterilización, embalaje, etc.) se debe de realizar también. Es entonces cuando se repiten los ensayos (in vitro, in vivo) por si acaso las propiedades se hubieran modificado.
Una vez realizado todo esto, este material debe de ser aprobado por órganos legislativos para poder implantarse. Tras su implantación, habrá que retirarlo finalmente para ver si ha fallado, cómo, ymejorarlo.
Materiales:
El cuerpo humano está constituido por:
- elementos esenciales: si faltan la vida no sigue, tienen una función determinada y a un rango específico de concentraciones
- elementos beneficiosos
- contaminantes
- polucionantes
La naturaleza tiene elementos en distinta proporción, coincidiendo con los elementos esenciales, debido a que entran a través de nuestra dieta.Debemos no introducir contaminantes ni polucionantes, introduciendo preferentemente elementos esenciales y beneficiosos, a dosis adecuadas.
Implantes:
a) Materiales naturales
-autoinjerto: se saca hueso del propio paciente, y se coloca. Requiere dos operaciones, pero la compatibilidad es perfecta. A veces no se puede realizar (osteoporosis)
-aloinjerto: de bancos de huesos. Gran bajada debido ala aparición del VIH
-xenoinjerto de animales: posibilidad de transmisión de enfermedades (mal de las vacas locas)
b) Materiales sintéticos: evitamos problemas (xej: bioceramicos)
El hueso sano tiene alta densidad. Con osteoporosis se produce una pérdida de masa ósea que da lugar a una mayor fragilidad. Al vivir más años las personas, se necesitan más los biomateriales
El uso de BMT comienzadespués de la WWII
Primero se pensó en sustituir sin miedo a padecer efectos adversos, utilizando materiales inertes, que no reaccionan frente a fluidos biológicos. Son los biomateriales de primera generación: metales, cerámicas, polímeros y composites. El organismo reconoce el implante como un cuerpo extraño, y los neutrófilos y macrófagos actúan, formándose células gigantes, liberándosecitoquinas. Ante estas citoquinas, los osteoblastos actúan segregando colágeno y el BMT queda aislado en una cápsula fibrosa, lo que tiene como consecuencia que debido al movimiento se produzca un aflojamiento de la prótesis.
Después se buscó que las células se asentasen en la pieza y se produjese una regeneración del tejido (xej: que se una al hueso). Son los BMT de segunda generación, bioactivos ybiodegradables. Evitan la formación de la cápsula fibrosa, por lo que se evitan los micromovimientos. Se une al hueso al ser bioactivo, produciéndose una intensa reacción. Se utilizan diversos métodos para evaluar esta bioactividad.
Los BMT de tercera generación buscan la regeneración del tejido. (x.ej: células madre)
Los huesos son porosos, y en los poros se encuentran los osteoblastos. Se utilizancomo BMT cerámicas, pero son frágiles. Para que estas cerámicas sean menos frágiles, se busca aumentar su flexibilidad.
Las cerámicas se unen a tejidos, pero son frágiles. Para ello se hacen más densas (soportan más carga mecánica), pero las células quedan en la superficie y no pueden entrar a formar hueso. Para evitar la existencia de un núcleo que no se transforma en el interior, se buscó...