Introdução e Nomenclatura - Biomateriais

7/23/2019 Introdução e Nomenclatura - Biomateriais

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Prof. Piter Gargarella



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Conteúdo

1. Introdução e nomenclatura;

2. Conceitos importantes em citologia e histologia;

3. Reações de sistemas biológicos a presença de biomateriais e

suas avaliações;

4. Classes de

materiais

usados

em

medicina;

5. Testes biológicos de biomateriais;

6. Degradação de

materiais

em

ambientes

biológicos;

7. Aplicação de materiais na medicina, biologia e órgão artificiais;

8. Aspectos práticos de biomateriais.



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Introdução – História dos biomateriais

9500 a 1000 A.C.: Suturas, no antigo Egito feitas de linhas, na Europa feita de fibras

de intestino de animais. Na Africa e India, formigas eram usadas para fechar feridas.

http://ideas.ted.com/a ‐history‐of ‐biomaterials/



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1829: Metais no corpo. Dr.

H. Levert começou

a testar

metais como implantes. Ele

observou que Pt era melhor

que outros metais como

ouro, prata e chumbo. O

médio alemão

H.

Hansmann

tornou‐se o primeiro a usar

metais de forma bem

sucedida para fixar ossos em

1886.

http://ideas.ted.com/a‐history‐of ‐biomaterials/



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1881: O cientista francês Etienne‐Jules Marcy publicou o primeiro design de um

coração artificial.

Apenas

100

anos

depois

o primeiro

coração

artificial

foi

implantado.




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1926: início do uso do aço inox como implantes. Primeiro inox usado 18‐8. Titânio

seria descoberto

algumas

décadas

depois.




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1940: “Hero surgeons”

+ plásticos

amplamente

disponíveis.




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1949: Sir. Harold Ridley cria as lentes intraoculares para o tratamento de catarata. Primeiro

implante feito

no

mesmo

ano.

Primeiro

conceito

de

lente

proposto

por

Da

Vinci

em

1508.




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1952: Criação dos primeiros vasos sanguíneos sintéticos a partir de material de paraquedas.



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1961: Primeira prótese de quadril bem sucedida pelo cirurgião inglês J. Charnely. Tentativas

eram feitas

desde

1891.




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1960 a 1980:

estabelecimento da área de

biomateriais. Muitos

produtos foram

desenvolvidos (próteses

diversas, stents, marcapasso,

etc) e novos materiais

desenvolvidos (silicone,

teflon, biovidros, etc).



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1997: desenvolvimento do campo da “Engenharia de tecido”: criar materiais biológicos

para serem usados em reparos e melhorias no corpo. Em 1997 C. Vacanti desenvolveu

cartilagem na forma de orelha nas costas de um rato e clonagem da ovelha Dolly.



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2006: implantação em humanos do primeiro órgão produzido em laboratório feita por A.

Atala nos EUA. Crescimento de cérebro em laboratório?!



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Introdução – As cinco características da área

• Multidisciplinaridade.

Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine, Elsevier, 2004.



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Biomaterials Science:

An Introduction to Materials in

Medicine, Elsevier, 2004.



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• Uso de diversos tipos de materiais.

• Desenvolvimento motivado pela necessidade.




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• Mercado substancial.




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• Mercado substancial.

• Risco‐benefício.

‐Taxa

de

falha.

‐Quem deve ter responsabilidade por uma falha?

‐Quais serão os riscos e quais serão os benefícios?




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Introdução – Critérios de seleção para biomateriais

• Biomateriais e dispositivos

biomédicos são usados em

todo o corpo humano.

• Dois aspectos são

importantes: o seu

comportamento funcional

e

a

sua

biocompatibilidade.

orthop.washington.edu/?q=patient‐care/articles/hip/what‐is‐hip‐replacement‐a‐review‐of ‐total‐hip‐arthroplasty

Prótese de articulação do quadril



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Comportamento funcional

• O material deve satisfazer seus

requerimentos em serviço:

‐Transmissão da carga e

distribuição de tensão (e.g.

substituição

do

osso).

‐Articulação para permitir

movimento (e.g. prótese de

joelho).

‐Controle do fluxo sanguíneo

e de fluidos (e.g. coração

artificial).adrianoleonardi.com.br/protese‐do‐ joelho‐quem‐deve‐ser‐submetido/

Prótese de joelho



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Comportamento funcional

• O material deve satisfazer seus

requerimentos em serviço:

‐Preenchimento do espaço

(e.g. cirurgias plásticas).

‐Estímulo elétrico (e.g.

marca passo).

‐Transmissão

de

luz

(e.g.

lentes de contato).

‐

Transmissão

do

som

(e.g.

implante coclear).

Implante coclear

mrc‐cbu.cam.ac.uk/improving‐health‐and‐wellbeing/cochlear‐implant/



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Biocompatibilidade

• O biomaterial/dispositivo

não deve perder suas

propriedades necessárias

quando implantado (ao

menos que isso seja

pretendido).

• O biomaterial/dispositivo (e

qualquer produto da sua

degradação) não

deve

causar qualquer reação

adversa no corpo.



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Introdução – Algumas definições

Biomaterial: material usado em dispositivos médicos, com a intenção de

interagir com o sistema biológico.

Implante: qualquer dispositivo médico feito de um ou mais materiais que é

intencionalmente colocado no corpo, inserido totalmente ou parcialmente

abaixo da superfície epitelial (inclui fixação ou cobertura da superfície interna

ou superfície do corpo).

Prótese: um dispositivo que substitui membro, órgão ou tecido do corpo.

Orgão artificial: um dispositivo que substitui, em partes ou completamente, as

funções de um dos órgãos do corpo.

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