Inhoud
Een biomateriaal is elk materiaal dat een integraal onderdeel is van een levend organisme. Ze kunnen natuurlijk of synthetisch zijn en omvatten metalen, keramiek en polymeren. Ze worden voornamelijk gebruikt in de medische sector voor het herstel van weefsels, hartkleppen en implantaten. Ondanks dat het verschillende voor- en nadelen heeft, wordt elk materiaal gekozen afhankelijk van de uiteindelijke toepassing, waarbij de voordelen opwegen tegen de nadelen.
Metaal
Roestvrij staal, kobalt-chroomlegering en nikkel-titanium zijn de meest voorkomende metalen die als biomaterialen worden gebruikt. Toepassingen zijn onder meer bot- en gewrichtsvervangingen, tandheelkundige implantaten en het coaten van pacemakers. De belangrijkste voordelen zijn dat ze sterk zijn en bestand tegen verslechtering door vermoeidheid, vormgeheugen hebben en voor gebruik kunnen worden gesteriliseerd. Hun grootste nadeel is dat ze kunnen corroderen door chemische reacties met de zuren en enzymen in het lichaam. Ze kunnen ook vergiftiging door metaalionen veroorzaken.
Polymeren
Polymeren zijn onder meer collagenen, nylon en siliconen. Ze worden gebruikt voor weefselherstel, hartkleppen en borstimplantaten. Ze worden veel gebruikt en kunnen worden vervaardigd voor specifieke functies. Ze zijn ook gemakkelijk te vervaardigen en aan te passen, behalve dat ze biologisch afbreekbaar zijn, wat een voor- en nadeel is. Door intensieve interactie met het lichaam kunnen ze bederven en kunnen ze scheuren en breken. Ze kunnen ook belangrijke voedingsstoffen en water uit het bloed opnemen.
Keramiek
Alumina, zirkonium en pyrolytische koolstof zijn enkele van de keramiek die als biomaterialen worden gebruikt, in toepassingen zoals tandheelkundige en orthopedische implantaten. Hun belangrijkste voordeel is dat ze sterk en chemisch inert zijn. Ze hebben een grote druksterkte die nodig is voor botimplantaten. Sommige zijn ook biologisch afbreekbaar. Moeilijkheden bij het vervaardigen is hun grootste nadeel, en ze kunnen ook de botgroei minimaliseren. Soms kunnen de implantaten losraken of verschuiven.
Verbindingen
Composietmaterialen omvatten keramisch bioglas, allograft en xenotransplantaat. Ze worden gebruikt in tissue engineering en als gewrichtsvervangingen. Omdat ze zijn gemaakt van twee of meer materialen, combineert het eindproduct de eigenschappen van alle gebruikte materialen. Het belangrijkste voordeel is dat ze sterk en licht zijn, een lage dichtheid hebben en bestand zijn tegen corrosie. De hoge kosten van de fabricage zijn het nadeel, naast het feit dat ze niet gemakkelijk van vorm kunnen veranderen.
