Schema Biomateriali

Biomateriali metallici

I biomateriali metallici includono 6 elementi metallici: Ti, Fe, Cr, Co, Ni e Va. Questi materiali hanno proprietà come conducibilità termica ed elettrica, resistenza meccanica, tenacità e deformabilità (duttili). Tuttavia, uno svantaggio è la corrosione. Possono formare leghe, le cui fasi e trasformazioni sono rappresentate nei diagrammi di stato.

Acciai inossidabili

Strutture delle leghe con Fe-C-(Cr o Ni):

• Austenitica (Ni): Facilità di lavorazione, ma suscettibile a fessura e sfregamento. Uso comune in viti e chiodi endomidollari.
• Ferritica (Cr): Basso costo, ma suscettibile a corrosione. Utilizzato in campo ortopedico e per protesi.

Leghe di cobalto

Due categorie di leghe con Co-Cr-Molibd:

• Per getto: Resistenza a corrosione, ma alto costo e complessa metodologia di produzione.
• Per def plastica: Resistenza meccanica e facilità di produzione. Utilizzato in protesi ginocchio/anca/valvole.

Titanio

Il titanio è noto per il suo basso modulo di elasticità e massima biocompatibilità. È ideale per steli di protesi grazie alla resistenza a corrosione e suscettibilità a corrosione per sfregamento, che induce adesione cellulare. Tuttavia, è difficile da deformare a freddo.

Leghe di titanio

Due tipi di leghe:

• Resistenza meccanica di Ti: Utilizzato principalmente in campo maxillo facciale e in protesi d'anca/ginocchio.
• Resistenza a corrosione di Ti: Suscettibile a rottura a fatica.

Biomateriali ceramici

I biomateriali ceramici sono combinazioni di uno o più materiali metallici con elementi non metallici, e possono avere una struttura cristallina o amorfa. Le proprietà includono durezza, stabilità chimica, fragilità, bassa tenacità e duttilità. Sono isolanti termici ed elettrici con vantaggi come essere inerti chimicamente in ambienti fisiologici e altamente biocompatibili, integrandosi nel corpo. Tuttavia, possono essere riconosciuti come estranei, portando a scollamento o mobilizzazione.

Bioceramici quasi inerti

Utilizzati in componenti di impianti ortopedici sottoposti a forti sollecitazioni meccaniche, come:

• Allumina: Materiale cristallino con elevata durezza, lavorato tramite sinterizzazione. Ha un coefficiente di attrito e velocità di usura ridotti.
• Zirconia: Disponibile in diverse forme come monoclina, tetragonale (non stabile senza stabilizzazione) e cubica a facce centrate. Possiede capacità di autoriparazione.

Carboni

Caratterizzati da struttura anisotropa o isotropa, i carboni sono altamente emocompatibili, trovando applicazione nel campo cardiovascolare. Tipologie includono grafiti, carboni pirolitici e vetrosi pirolitici. Non favoriscono la coagulazione.

Bioceramici a reattività superficiale e riassorbibili

Questi includono materiali come i calciofosfati, usati in applicazioni dentali, maxillofacciali e per rivestimenti di protesi sottoposte a carico.

Idrossiapatite (HA)

Ottima per la rigenerazione ossea grazie alla presenza di pori, ma con proprietà meccaniche limitate, non è adatta per impieghi dentali e ossei pesanti. Utilizzata per il rivestimento superficiale di protesi.