Schema Biomateriali

Applicazioni dei biomateriali metallici

I biomateriali metallici sono composti da 6 elementi metallici (Titanio, Ferro, Cromo, Cobalto, Nichel, Vanadio) e presentano le seguenti proprietà:

• Conducibilità termica ed elettrica
• Resistenza meccanica
• Tenacità
• Deformabilità (duttile)

Tuttavia, presentano come svantaggio la suscettibilità alla corrosione.

I biomateriali metallici possono formare leghe, le cui fasi e trasformazioni sono rappresentate nei diagrammi di stato.

Acciai inossidabili

Gli acciai inossidabili sono utilizzati principalmente in campo ortopedico e protesico. Presentano le seguenti caratteristiche:

• Basso costo
• Suscettibilità alla corrosione
• Leghe con Fe-C-(Cr o Ni)

Le due principali strutture degli acciai inossidabili sono:

• Austenitica (Ni): facilità di lavorazione, resistenza alla fessurazione e all'usura. Utilizzata per viti e chiodi endomidollari.
• Ferritica (Cr): resistenza alla corrosione. Utilizzata per dispositivi impiantabili e di fissaggio.

Leghe di Cobalto

Le leghe di cobalto si dividono in due categorie:

• Leghe con Co-Cr-Molibdeno: resistenza alla corrosione, ma alto costo. Utilizzate per dispositivi impiantabili.
• Leghe per getto: complesse da produrre, ma di semplice geometria. Utilizzate per protesi di ginocchio, anca e valvole.

Titanio

Il titanio presenta le seguenti caratteristiche:

• Basso modulo di elasticità
• Massima biocompatibilità
• Basse caratteristiche meccaniche

È ottimo per steli di protesi in quanto presenta resistenza alla corrosione e suscettibilità alla crescita cellulare per sfregamento. Tuttavia, è difficile da deformare a freddo.

Conclusioni

I biomateriali metallici sono ampiamente utilizzati in campo medico e protesico grazie alle loro proprietà e vantaggi. Tuttavia, è importante considerare anche gli svantaggi, come la suscettibilità alla corrosione, al fine di scegliere il materiale più adatto per ogni specifica applicazione.

TITANIO

Due tipi di leghe: >>Resistenza meccanica di Ti <<Resistenza a corrosione di Ti

Campo Maxillo facciale

Fase ROTTURA A FATICA

Protesi d'anca/ginocchio

BIOMATERIALI CERAMICI

Combinazione di uno/più materiali metallici con uno/più elementi non metallici. Struttura cristallina o amorfa. >>Durezza, stabilità chimica. >>Fragili, <<tenacità e duttilità, <<Resistenza a trazione ma >>Resistenza a compressione. Isolanti termici e elettrici

VANTAGGI: INERTI CHIMICAMENTE in ambiente fisiologico + BIOCOMPATIBILI (Si integrano nel corpo) Membra fibrosa isolante, con possibile scollamento/mobilizzazione/NON integrazione con tessuti

SVANTAGGI: Materiale riconosciuto come estraneo  BIOCERAMICI QUASI INERTI Componenti di impianti ortopedici, sottoposti a forti sollecitazioni meccaniche

ALLUMINA >>Durezza e Materiale cristallino, lavorato <<Coefficiente di attrito con SINTERIZZAZIONE <<Velocità di usura

ZIRCONIA Monoclina (<<caratteristiche meccaniche) Rispetto ad allumina: Lavorazione complessa

Testine femorali / rivestimenti Soggetto a polimorfismo Tetragonale (NON stabile <Rigidezza/durezza non stabilizzare CFCa , >>Res a flessione/usura NO autoclave Cubica a facce centr (>>) AUTORIPARAZIONE CARBONI Struttura ANISOTROPA MAX EMOCOMPATIBILE Campo cardiovascolare Grafiti, Carbonio Pirolitico, (Grafite) o ISOTROPA (Carbonio Vetroso Pirolitico) BIOCERAMICI A REATTIVITÀ SUPERFICIALE + RIASSORBIBILI (Es. Calcio Fosfati) Applicazioni in campo dentale, maxillo facciale, rivestimenti di protesi sottoposte a carico IDROSSIAPATITE (HA) Ottima per rigenerazione <<Proprietà meccaniche Rivestimento superficiale protesi in per la presenza di pori --> NON adatta a Campo dentale e osseo sostitutivo come Zirconia