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PublicouOswaldo Cordeiro Belmonte Alterado mais de 8 anos atrás
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1 Cerâmicos e Vidros Várias composições: materiais não metálicos/inorgânicos combinação de metais e não metais ligações covalentes e iónicas APLICAÇÕES BIOMÉDICAS: lentes intraoculares fibras ópticas para endoscopia Transportadores porosos para biomoléculas (inertes e resistentes quimicamente) vidros porosos insolúveis: transportadores de enzimas, anticorpos (resistentes a micróbios, variações de pH, temperatura) Aplicações dentárias (coroas) implantes instrumentos de diagnóstico, termómetros,
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2 Propriedades dos cerâmicos: Propriedades: -Resist à oxidação -Não condutores -Elevadas T de fusão -Frágeis e duros
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4 BIOCERÂMICOS reparam ou substituem tecidos de ligação entre próteses e esqueleto mecanismo de ligação do tecido depende da resposta da interface/implante 4 tipos de resposta da ligação tecido/implante 4 modos de ligação prótese/esqueleto A reactividade do implante está relacionada com a espessura da interface. Fractura ocorre na interface
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5 quase inerte - interface não está ligada nem quimica nem biologicamente cápsula fibrosa deterioração do implante Ex: Al 2 O 3 - tecido pouco espesso (fibroso) na interface; implante “justo” se for submetido a compressão funciona bem se for submetido a compressão e movimento a cápsula não se ajusta e o implante fica largo microporosos inertes- crescimento de tecido nos poros ou no implante (fixação biológica) resistente poros> 50 a 150 m -permite a passagem do sangue e o crescimento do tecido metal poroso elevada área de superfície corrosão revestir c/ cerâmico bioactivo - hidroxiapatite (HA) poros menor resistência mecânica
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6 substituição (resorbable) - degradam-se gradualmente e são substítuidos pelo tecido natural solução óptima Velocidade de degradação e velocidade de crescimento do tecido devem ser iguais complicações : manutenção da resistência e estabilidade da interface durante o período de degradação e substituição Ex: suturas; fosfato tricálcico bioactivos - intermédios entre bioinertes e de substituição; formam-se ligações entre o tecido e o implante Ex: biovidros, biovidros-cerâmicos, HA densa, compósitos bioactivos HA-polietileno
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7 CERÂMICOS CRISTALINOS QUASE INERTES Alumina muito densa; elevada pureza (>99.5%) processamento – pulverometalurgia (grão fino) resistência à corrosão elevada biocompatibilidade - formação de cápsula fina elevada resistência ao desgaste boa resistência mecânica, ao impacto e fadiga Usada em próteses anca, joelhos, para fusos e reconstrução do osso
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8 Zircónia usada na articulação da prótese da anca baixo módulo Young elevada resistência mecânica -Poros actuam como fissuras ou iniciadores de fissuras -corais – (templates) ideais para fazerem rede conecta de material poroso -Cerâmicos porosos - osso cresce nos poros -usados em aplicações que não necessitam suportar cargas elevadas : Ex: TiO2, fosfato de cálcio, HA porosa poros>100 mm osso cresce e mantém vascularidade poros menor resist. mecânica CERÂMICOS POROSOS
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9 na superfície forma-se camada de HA carbonatada Vantagem: desenvole-se interface que resiste a esforços mecânicas composição menos que 60%SiO2 elevado Na 2 O e CaO Elevado CaO/P 2 O 5 ligam-se directamente com o osso ou c/ tecidos - interface aderente c/ tecidos, enquanto que vidro normal forma cápsula vidros activos: SiO 2, Na 2 O, CaO e P 2 O 5 Cerâmicos bioactivos - Vidros bioactivos e vitro-cerâmicos
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10 Fosfatos de cálcio: bioactivos ou de substituição
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11 Cerâmicos Cerâmicos-fosfato de cálcio utilizações: implantes dentários, cirurgia maxilofacial T=37ºC forma-se HA por reacção c/água resist.à tracção t resist.à compressão c dependem da porosidade resist.à fadiga V=volume de poros c =700exp(-5V) t =220exp(-20V) baixa resistência mecânica Tri-fosfato de cálcio – revestimentos
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12 Carbonos: -Usados em revestimentos, fibras e carbono pirolítico -Elevada resist mecânica -Responsáveis por aumento da tenacidade à fractura de cerâmicos -Boa resist à fadiga -Boa resist ao desgaste -Fibras de C usadas para reforçar polímeros (resinas epoxídicas e fenólicas
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13 MATERIAIS NATURAIS não têm problemas de toxicidade colagénio = proteína (pele, cartilagens) elastina = proteína menos solúvel no corpo (est. 3D; cross-link) Similar or identical to materials in the body Reduced toxicity and inflammation Functional at molecular level Can be highly immunogenic – Proteins>Polysaccharides>Collagen Complexity can make manipulation difficult Can be degraded naturally Manufacturing difficult since damaged or destroyed at relatively low temp (doesn’t melt) Variability between batches, tissues, and species
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14 Natural Materials Most commonly derived from ECM of connective tissues – Bone, tendons, skin, blood vessels (composites) Natural Polymers in Use – Proteins Silk, Keratin, Collagen, Gelatin, Fibrinogen, Elastin, Actin, Myosin – Polysaccharides Cellulose, amylose, dextran, chitin, glycosaminoglycans – DNA, RNA
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15 Natural Materials: Collagen most common – Triple helix – Two levels of crystallinity – Can be chemically modified to speed or slow degradation or to reduce immunogenicity – Applications Sutures Hemostatic agents (blood sponges) Blood vessels Heart valves Tendon, ligament Artificial skin Nerve and cartilage regeneration Drug delivery systems Glycosaminoglycans (GAG) – Most commony is hyaluronic acid (HA) – Form long chain polymers that form viscous gels – Often condensed with collagens – Used as lens and regeneration templates
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