Biomateriais Jacinto Monteiro Clínica Universitária de Ortopedia Faculdade de Medicina de Lisboa / Hospital de Santa Maria

Biomateriais Material usado com fins diagnósticos ou terapêuticos, que entra em contacto com os tecidos orgânicos de forma definitiva ou provisória durante um período de tempo suficientemente longo, para que desta interacção se atingam os objectivos da sua utilização

Biomateriais Propriedades mecânicas Caracterização mecânica estática ensaios em tracção, em compressão, de limite de elasticidade Determinação do módulo de elasticidade de YOUNG relação existente entre a deformação do material e a solicitação mecânica Quando a solicitação mecânica ultrapassa o limite elástico o material entra na fase plástica, que é irreversível mesmo depois da supressão da acção deformante, perdendo as qualidades mecânicas

Biomateriais Módulo de Young

Tecido ósseo Estrutura rígida e resistente mas biologicamente activa Capacidade de adaptação da estrutura e forma em função das solicitações sofridas Potencial anisotrópico-capacidade de orientar a trabeculação em função da carga recebida Remodelação - aquisição das propriedades morfológicas e mecânicas prévias à aplicação do implante

Implantes ortopédicos Ligas metálicas 85% dos materias de osteossíntese são ligas de aço inoxidável ( 316 L )85% dos materias de osteossíntese são ligas de aço inoxidável ( 316 L ) ligas de titânioligas de titânio ligas de crómio / cobaltoligas de crómio / cobaltoPolímeros biodegradáveisbiodegradáveis polietilenopolietilenoCerâmicosCompósitos

Biomateriais / Implantes Caracterização físico-química: composição, densidade, microestrutura, propriedades termo- dinâmicas e eléctricasCaracterização físico-química: composição, densidade, microestrutura, propriedades termo- dinâmicas e eléctricas Propriedades mecânicas: elasticidade, resistência, dureza e fadigaPropriedades mecânicas: elasticidade, resistência, dureza e fadiga Coeficientes de fricção, usura, desgaste e corrosãoCoeficientes de fricção, usura, desgaste e corrosão Estudos de biocompatibilidadeEstudos de biocompatibilidade

Biomateriais / Implantes Vão ser introduzidos no organismo Manutenção da estabilidade física e química sem perda de características mecânicas Prejuízo mínimo para o organismo

Biomateriais/Implantes ortopédicos Materiais com: elevada resistência mecânica elevada estabilidade físico-química biocompatibilidade formação de tecido ósseo Corpo estranho Equilíbrio tolerado Coexistência inóqua HOSPEDEIRO

Implantes ortopédicos Temporários ajudar a recuperar a função lesadaajudar a recuperar a função lesada a acção cessa quando o objectivo é atingidoa acção cessa quando o objectivo é atingido permanência curta no hospedeiropermanência curta no hospedeiro

Implantes ortopédicos Permanentes substituir uma função articular alterada ou ausentesubstituir uma função articular alterada ou ausente duração o mais possível aproximada do tempo de vida previsível do portadorduração o mais possível aproximada do tempo de vida previsível do portador

Biomateriais/Implantes ortopédicos Biocompatibilidade ( conceito amplo que traduz um conjunto de fenómenos relacionados com o envolvimento biológico a que o material fica sujeito no organismo humano ) Biofuncionalidade ( capacidade que o material tem de substituir a função atingida )

Biomateriais/Implantes ortopédicos Caracterização mecânica dos Implantes Caracterização mecânica estática ( ensaios em tracção; em compressão; de limite de elasticidade; do módulo de Young,etc. ) Caracterização mecânica em fadiga ( solicitações mecânicas repetidas determinando limites de resistência e de fatigabilidade )

Biomateriais/Implantes ortopédicos NORMALIZAÇÃOISO ( Internacional Standard Organization ) ASTM ( American Society For Testing And Material ) AFNOR ( Association Française de Normalisarion )

Biomateriais/Implantes ortopédicos Problemas na interface Biomaterial / Osso

Falência dos Implantes

Biomateriais/Implantes ortopédicos Problemas relacionados com a presença dos Implantes Produtos de desgaste Iões solúveis

Biomateriais Biocompatibilidade comprometida Alteração do equilíbrio Degradação do implante CorrosãoMetaloseHipersensibilidadeToxicidadeCancerização

Efeitos das ligas metálicas no organismo humano No implante : Corrosão - por picada - interticial - com fricção

Efeitos das ligas metálicas no organismo humano No implante : Corrosão intersticial

Efeitos das ligas metálicas no organismo humano No hospedeiro : Metalose Citotoxicidade Hipersensibilidade Cancerização

Efeitos das ligas metálicas no organismo humano No hospedeiro : Hipersensibilidade

Efeitos das ligas metálicas no organismo humano No hospedeiro : Metalose

Biomateriais/Implantes ortopédicos Desenho Matéria Prima Manufactura Porosidade Revestimento Custo

Tratamento de superfície dos Implantes Coberturas Laser Implantação iónica

Biomateriais/Implantes ortopédicos IMPLANTE IDEAL ?