Biomateriaal

Een biomateriaal werd gedefinieerd volgens de European Society of Biomaterials, zoals "materiaal ontworpen om te interageren met biologische systemen, deelneemt aan de bouw van een inrichting voor diagnostische doeleinden of voor die van een vervangende stof of orgaan of die van een life support-apparaat ", 1986 en 1991). Derhalve kan worden beschouwd als elk materiaal gebruikt om een ​​deel of functie van het lichaam veilig en betrouwbaar, economisch en fysiologisch aanvaardbare vervangen.


De wetenschap van biomaterialen is een gebied van Materials Science.

Definitie

Het concept van biomaterialen zijn polyseme zijn er diverse definities. Een definitie op het gebied van biologie en geneeskunde is vaak geaccepteerd:

In 1987, heeft Williams een biomateriaal gedefinieerd als:

Een biomateriaal is in wezen een materiaal dat wordt gebruikt en aangepast voor medische toepassingen. Het kan bioinert, wiens belangrijkste taak één of meer functies over van een orgaan - bijvoorbeeld het vervangen van hartkleppen - maar zij kunnen ook bioactief zijn, kan een sterke interactie met de omgeving waarin zij geïmplanteerd - zoals heupprothesen van hydroxyapatiet bekledingslaag die de biocompatibiliteit en de integratie van het implantaat in het bot plaats verbetert. Verder worden ook biomaterialen voor tandheelkundige toepassingen, chirurgische en aflevering van geneesmiddelen.

De definitie van een biomateriaal niet alleen kunstmatige biomaterialen die zijn geconstrueerd op basis van metalen of keramiek. Een biomateriaal kan ook een autograft, allograft of xenograft transplantatie gebruikt als materiaal.

Toepassingen

Biomaterialen hebben verschillende medische en para-medische toepassingen, zoals:

Ondanks de vooruitgang in het onderzoek, het vaak biocompatibiliteit problemen die moeten worden opgelost voordat we kunnen beginnen om deze producten op de markt uit te voeren en dat ze klinisch kunnen worden gebruikt. Dit is de reden waarom biomaterialen zijn vaak onderworpen aan dezelfde eisen voldoen als nieuwe drug therapieën. Alle bedrijven in het gebied zijn ook onderworpen aan eisen inzake traceerbaarheid van al hun producten. Indien defecte hardware wordt ontdekt, wordt de andere in hetzelfde traject worden gecontroleerd.

De keuze van de biomaterialen georiënteerde materialen

Veel parameters moet rekening worden gehouden dat deze materialen de mogelijke biocompatibele met het lichaam en zijn functies. Zij worden getest in vitro en in vivo vóór ingebruikname, de belangrijkste is dat in vitro die het vereiste voor de validatie van een bepaalde biomateriaal.

Metalen en metaallegeringen

De meest gebruikte zijn van roestvrij staal en titanium, combineert een goede corrosiebestendigheid en goede mechanische eigenschappen. Er zijn een aantal problemen als gevolg van deze materialen, die nog niet zijn opgelost. Onder hen, kunnen we rekenen:

  • Elektrochemische corrosie en duurzaamheid, zelfs inoxidizability van een materiaal is niet absoluut, een materiaal dat bestand is tegen corrosie, maar onvolledige
  • niet-elektrochemische degradatie waaronder interacties tussen eiwit en metalen,
  • immune reacties en overgevoeligheid,
  • aanpassing van de mechanische eigenschappen,
  • wrijving en puin problemen.

Keramiek

Wat biomaterialen, het meest aangetroffen zijn alumina en zirkonia. Ze worden vooral gebruikt in de heupkop en tandheelkundige implantaten. De belangrijkste problemen de keramiek zijn:

  • De oppervlakte-activiteit,
  • de hechting van eiwitten of cellen oppervlak,
  • duurzaamheid,
  • degradatiemechanismen,
  • weerstand tegen breuk.

Polymeren

Er zijn vele polymere materialen in biomaterialen. De twee belangrijke ontwikkelingen in het gebruik van deze materialen zijn:

  • Het zoeken naar functionele polymeren kunnen chemisch functie op het grensvlak levende weefsel materiaal. Dit, bijvoorbeeld door het vaststellen van polymere geïoniseerde deeltjes beter bot of ligament reconstructie. Deze functie kan ook de bron in het wijzigen van het polymeer oppervlak zijn.
  • Mark van absorbeerbare polymeren zoals copolymeren van melkzuur en glycolzuur geschikt voor gebruik in orthopedische en trauma chirurgie of polyanhydriden of polyaminozuren die worden gebruikt in de geneesmiddelvormen vertraging.

Er zijn verschillende problemen bij de toepassing van polymeren in biomedische en niet alleen van de verenigbaarheid met het lichaam:

  • Instabiliteit gammastraling,
  • Reactiviteit met bepaalde medicijnen,
  • Verkalking,
  • Risico's van additieven, laagmolecuulgewichtcomponenten, producten in vivo afbraak, sterilisatie residuen,
  • Database gebrek aan oppervlakte-eigenschappen te evalueren, biocompatibiliteit reacties, mutagene / carcinogene, etc.

Polymeren, door de aard van hun moleculaire construct herhaalde base, zijn kandidaten voor de ontwikkeling van geavanceerde permanente of tijdelijke prothesen of voor vervanging van momenteel materialen van natuurlijke oorsprong.

Natuurstoffen

De onderzoekers maken ook gebruik van natuurlijke materialen om biomaterialen vervaardigen. Van deze materialen, de meest voorkomende zijn:

  • biologische weefsels: varken kleppen, rundvlees carotis ...
  • chitine: extract krab shells voor reconstructieve chirurgie en kunstmatige huid;
  • fucanen: zeewierextracten met name gebruikt in anticoagulantia;
  • cellulose gebruikt voor dialyse membranen of heupprothese cement;
  • Coral: gebruikt in de orthopedische en kaakchirurgie;
  • collageen: extract van dierlijke huid of menselijke placenta en gebruikt voor
    • cosmetica en cosmetische chirurgie
    • hemostatische dressings en sponzen
    • bereiding van zachte en harde weefsels
    • kunstmatige huid.

Conclusie

Met het doel om de levensduur van het lichaam uitstrekken, het biomateriaal subsidiair door artsen ernstigst overwogen. Het domein van de materiaalkunde is voortdurend in ontwikkeling, is permanente opleiding van specialisten met zowel een grote kennis van het menselijk lichaam en zijn eisen, maar ook een zeer goede kennis van materialen nodig. Het gebied van biomedische wetenschappen is een gebied waarvoor de eisen zullen steeds belangrijker in de race om de levensduur van de mens te verhogen tot zijn.

Momenteel is een aantal laboratoria werken in het veld op het Franse grondgebied, kunnen worden geteld onder hen:

  • Zoeken Laboratorium Biomaterialen en biotechnologie - UPRES EA 2603 - Inserm ERI 002 - Opaalkust
  • Tissue Bioengineering Laboratorium - U1026 - Bordeaux Segalen Universiteit
  • Interuniversitair Centrum voor Onderzoek en Technische Materiaalwetenschappen - UMR 5085 - Universiteit van Toulouse
  • Laboratorium Bio-Imaging and Bioengineering Osteo-articulaire - UMR 7052 - Universiteit Parijs-Diderot
  • Materie en Complex Systems Laboratory - UMR 7057 - Universiteit Paris Diderot-7
  • Laboratorium van biomaterialen en de Speciale Polymeren - Paris University 13
  • Vasculaire Translational Research Laboratory - Paris University 13
  • Biomaterialen Federatie Nord-Pas-de-Calais