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introduzione biomateriali
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I biomateriali sono materiali naturali o sintetici a contatto con tessuti biologici, utilizzati in ingegneria biomedica per protesi, diagnostica e terapia. Devono essere biocompatibili, inerti o bioattivi per favorire l'osteointegrazione, meccanicamente e chimicamente stabili, e processabili. Le principali famiglie includono polimeri, metalli, ceramiche e compositi, con l'acciaio e le leghe metalliche che richiedono resistenza alla corrosione, e materiali bioattivi come fosfati di calcio per fondersi con i tessuti. La sterilità e il non indurre coaguli di sangue sono proprietà cruciali per la sicurezza e l'efficacia nel corpo umano.
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- I biomateriali sono definiti come materiali, naturali o sintetici, posti a contatto con tessuti o fluidi biologici per applicazioni quali protesi, diagnostica, terapia o contenimento, senza compromettere l'organismo.
- Un'altra prospettiva li vede come materiali che interfacciano sistemi biologici per valutare, trattare, accrescere o sostituire tessuti/organi. L'interfaccia e la struttura interna sono entrambe cruciali.
- Esempi di applicazione includono steli metallici per protesi d'anca, spesso modificati superficialmente (es. porosi o con rivestimenti) per favorire l'osteointegrazione.
- L'acciaio, sebbene resistente, può corrodersi nel corpo umano ricco di acqua e sali. Per applicazioni a lungo termine, soprattutto in giovani, si prediligono leghe metalliche più resistenti alla corrosione elettrochimica.
- I biomateriali devono essere 'bioinerti' (stabili e resistenti alla corrosione) o 'bioattivi' (capaci di fondersi con i tessuti, come i fosfati di calcio, bioceramiche e biovetri che formano idrossiapatite con l'osso).
- Altri esempi includono elettrodi (metalli inerti) e polimeri per interfacce 'soft', o polimeri bio-erodibili per la rigenerazione di tessuti con funzione a breve termine.
- Esistono quattro famiglie principali di biomateriali: polimeri, metalli, ceramiche e compositi. Possono essere sia di origine sintetica che naturale.
- Le proprietà fondamentali richieste includono:
- **Comportamento:** Inerte o capace di indurre una risposta desiderata (es. osteointegrazione).
- **Biocompatibilità:** Non tossico.
- **Stabilità:** Meccanicamente e chimicamente stabile nel tempo. Se degradabile, i prodotti devono essere metabolizzabili.
- **Processabilità:** Semplicità di produzione a costi ragionevoli.
- **Comportamento con il sangue:** Non deve indurre la formazione di coaguli, le superfici devono minimizzare l'adesione delle piastrine.
- **Sterilizzabilità:** Le tecniche di sterilizzazione non devono danneggiare il materiale (es. evitare danni ai polimeri con tecniche elettromagnetiche).
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