Tema 3 Avram Adriana - Sorina 1pr3q

Universitatea Politehnica Bucuresti Facultatea Stiinta si Ingineria Materialelor

Biomateriale Biomateriale metalice

Student : Avram Adriana –Sorina Grupa8/24/16 : 1032 B

Biomateriale Metalice

Introducere

Clasificarea Biomaterialelor

Biomateriale metalice

Clasificarea Biomaterialelor Metalice

Introducere • Biomaterialele sunt materiale folosite la realizarea dispozitivelor medicale care asistă, repară, înlocuiesc ţesutul viu sau organele care funcţionează sub un nivel acceptabil, într-o manieră sigură, fundamentată şi acceptată din punct de vedere fiziologic şi economic. • Indiferent de scopul aplicaţiei, biomaterialele trebuie să îndeplinească două condiţii fundamentale: biofuncţionalitate şi biocompatibilitate ridicate

Concluzii 8/24/16

Biomateriale Metalice

Introducere • Biofuncţionalitatea se referă la abilitatea implantelor de a funcţiona optim în aplicația pentru care au fost realizate. Pentru o bună funcţionalitate trebuie luate în considerare • proprietati mecanice : rezistenţa la rupere,tenacitatea la rupere, alungirea la rupere, limita de oboseală,modulul lui Young; • proprietăţi fizice: densitatea în cazul implanturilor ortopedice sau expansiunea termică pentru cimenturi în osoase • proprietăţi chimice a suprafeţelor :rezistenţa la degradare, oxidarea, coroziunea sau abilitatea de sudare cu ţesutul osos 8/24/16

Biomateriale Metalice

Clasificarea Biomaterialelor • I. Metale: oţeluri inoxidabile, titan, aliaje de titan, aliaje cobalt-crom, etc.; • II. Ceramice: oxid de aluminiu (alumină), dioxid de siliciu, fosfaţi de calciu, vitroceramice (Bioglass®), etc.; • III. Polimeri: polietilenă, silicon, unele materiale naturale, etc.; • IV. Materiale compozite: polimeri consolidaţi cu ceramice, ceramice consolidate cu metale, diferite ceramice combinate, etc. Biomateriale Metalice 8/24/16

Clasificarea Biomaterialelor Clasificarea biomaterialelor poate fi făcută şi ţinând cont de interacţiunea cu organismul gazdă: a. Materiale bioinerte: nu provoacă nici o reacţie din partea organismului (ex. oţel inoxidabil); b. Materiale bioactive: interacţionează cu ţesuturile înconjurătoare şi formează legături (ex. hidroxiapatita); c. Materiale biodegradabile: se degradează sub acţiunea unui agent biologic cum ar fi enzimele (ex. acid polilactic); d. Materiale bioresorbabile/bioabsobabile: resturile de material sunt îndepărtate de activitatea celulară, prin fagocitoză (ex. acid poliglicolic); e. Materiale bioerodabile: se erodează prin procese fizice şi chimice (ex. poliortoester). 8/24/16

Biomateriale Metalice

Biomateriale metalice • Metalele în stare pură sunt mai rar utilizate, aliajele acestora fiind mai des folosite datorită faptului că îmbunătăţesc unele dintre proprietăţi, cum ar fi rezistenţa la coroziune şi duritatea. Trei grupe de materiale domină grupa biomaterialelor metalice: oţelurile inoxidabile 316 L, aliajele de cobalt şi titanul pur sau aliajele de titan. 8/24/16

Biomateriale Metalice

Clasificarea Biomaterialelor Metalice • Oţeluri inoxidabile: Primul tip de oţel inoxidabil folosit în implanturi a fost oţelul de vanadiu (18-8Va), dar rezistenţa la coroziune a acestuia nu a fost corespunzătoare. Pentru a-i mări rezistenţa la coroziune, în compoziţia acestuia s-a adăugat molibden (18-8Mo), care mai târziu a devenit oţelul inoxidabil 316. În anii 1950, componenţa de carbon a oţelului inoxidabil 316 a fost redusă de la 0,08% la 0,03% din greutatea totală, cu scopul de creştere a rezistenţei la coroziune. Astăzi, acest oţel poartă numele de oţel inoxidabil 316L şi conţine o cantitate de 0,03% carbon, 2% magneziu, 17-20% crom, 12-14% nichel, 2-4% molibden şi alte elemente în cantităţi mai mici cum ar fi fosforul, sulful şi siliciul

8/24/16

Biomateriale Metalice

Clasificarea Biomaterialelor Metalice • Aliaje pe bază de Co-Cr Există 2 tipuri de aliaje Co-Cr: (1) aliajul CoCrMo obţinut prin turnare şi (2) aliajul CoNiCrMo care este obţinut în mod normal prin prelucrare la cald. Aliajul CoNiCrMo prelucrat la cald este utilizat pentru realizarea stâlpului de susţinere a protezelor supuse la solicitări mecanice mari ca şi cele de genunchi şi şold. Cele două elemente de bază ale acestor aliaje formează o soluţie solidă de până la 65% Co. Molibdenul este adăugat micșorarea granulaţiei care măreşte rezistenţa mecanică după turnare şi prelucrare. Cromul măreşte rezistenţa la coroziune şi rezistenţa finală a soluţiei solide.

8/24/16

Biomateriale Metalice

Clasificarea Biomaterialelor Metalice • Aliaje pe bază de Titan: au rezistenţa ridicată, greutatea scăzută şi rezistenţa deosebită la coroziune determină utilizarea cu succes a titanului şi aliajelor sale într-o diversitate de aplicaţii de o fiabilitate ridicată atât în mediul medical cât şi în alte ramuri industriale precum automotive, industria chimică, extracţii petroliere, sport. Astfel, în prezent titanul pur şi aliajele sale sunt cele mai des utilizate biomateriale în fabricarea implanturilor.

8/24/16

Biomateriale Metalice

Concluzii • Biomaterialele sunt materiale sintetice folosite pentru a înlocui o parte a unui sistem viu sau pentru a funcționa în strânsă legatură cu un țesut viu • Ca sa poata fi implantat, un biomaterial trebuie sa fie biocompatibil • Alegerea materialului potrivit se face în concordanță cu funcţiunea care se doreşte să fie înlocuită.

8/24/16

Biomateriale Metalice