Biomateriali in Medicina: Definizione, Applicazioni ed Esempi
L'uso di materiali in medicina riguarda principalmente l'impiego a lungo termine di materiali biologici o sintetici a contatto con tessuti viventi. Articoli a breve termine come sacche per sangue e aghi per siringhe non rientrano generalmente nella definizione. D.F. Williams in "Progress in Biomedical Engineering" (1987) diede la definizione standard: "un materiale non vitale usato in un dispositivo biomedico destinato a interagire con sistemi biologici".
Esempi di Utilizzo
- Otturazioni dentali in amalgama metallico, plastica o oro.
- Suture: materiale biologico (catgut) o sintetico (plastica) per chiudere ferite.
- Ustioni gravi: materiali che mimano proprietà della pelle.
- Impianti cocleari per sordità, pacemaker per aritmie cardiache.
- Pompe per insulina (diabete) e protesi di ginocchio.
Materiali
- Polimeri (plastiche), metalli (titanio), ceramiche (allumina) sono usati per la loro stabilità nel corpo. Materiali che si sfaldano o corrodono eccessivamente non sono adatti.
- Un tempo si credeva che i materiali migliori fossero inerti (nessuna reazione nell'ambiente corporeo). Ora si sa che nessun materiale è completamente inerte; si sviluppano materiali e rivestimenti biocompatibili, capaci di permanere a lungo senza degradarsi o danneggiare i tessuti circostanti. Esempio noto: preoccupazioni per materiali usati in protesi mammarie.
Protesi d'Anca
Con l'età aumenta perdita ossea e indebolimento tessuti connettivi. Tra 80-90 anni, 33% donne e 17% uomini subiscono fratture d'anca. Il titanio nelle protesi d'anca si corrode ma senza effetti avversi. Un rivestimento ceramico copre l'estremità dell'articolazione perché resiste all'usura meglio del metallo.
Scienziati e Ingegneri dei Materiali
Chimica, biochimica, fisica e ingegneria giocano ruoli chiave nello sviluppo dei materiali medici. Oltre a medici, dentisti e scienziati dei materiali, servono competenze in: nanotecnologia, neurologia, coagulazione sanguigna, adesione cellulare, sintesi proteica, immunologia, ingegneria elettronica e idraulica.
Coinvolgimento di Non-Scienziati
- Regolamenti federali coprono lo sviluppo materiali medici. FDA deve approvare tutti i dispositivi come i farmaci → coinvolgimento del Congresso.
- Questioni legali sorgono se dispositivi causano danni.
- Questioni etiche quando parti/funzioni corporee coinvolgono dispositivi artificiali.
- Tutti gli esseri umani sono influenzati dai materiali in medicina.