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Ein Biomaterial ist jedes Material, das Bestandteil eines lebenden Organismus ist. Sie können natürlich oder synthetisch sein und umfassen Metalle, Keramiken und Polymere. Sie werden hauptsächlich im medizinischen Bereich zur Gewebereparatur, Herzklappen und Implantaten eingesetzt. Obwohl sie mehrere Vor- und Nachteile haben, wird jedes Material in Abhängigkeit von seiner endgültigen Anwendung ausgewählt, wobei die Vorteile die Nachteile überwinden.
Metall
Edelstahl, Kobalt-Chrom-Legierung und Nickel-Titan sind die am häufigsten verwendeten Metalle als Biomaterialien. Zu den Anwendungen zählen Knochen- und Gelenkersatz, Zahnimplantate und Schrittmacherfutter. Seine Hauptvorteile sind, dass sie stark und widerstandsfähig gegen Ermüdungsabbau sind, ein Formgedächtnis besitzen und vor der Verwendung sterilisiert werden können. Ihr Hauptnachteil ist, dass sie durch chemische Reaktionen mit den Säuren und Enzymen des Körpers korrodieren können. Sie können auch Vergiftungen durch Metallionen verursachen.
Polymere
Polymere umfassen Kollagene, Nylon und Silikone. Sie dienen zur Reparatur von Geweben, Herzklappen und Implantaten in den Nebenhöhlen. Sie sind weit verbreitet und können für bestimmte Funktionen hergestellt werden. Sie sind auch leicht herzustellen und zu modifizieren und sind biologisch abbaubar, was Vor- und Nachteile ist. Aufgrund der intensiven Interaktion mit dem Körper können sie sich verschlechtern, reißen und reißen. Sie können auch wichtige Nährstoffe und Blutwasser aufnehmen.
Keramik
Aluminiumoxid, Zirkonium und pyrolytischer Kohlenstoff sind einige der Keramiken, die als Biomaterialien in Anwendungen wie z. B. dentalen und orthopädischen Implantaten verwendet werden. Ihr Hauptvorteil ist, dass sie stark und chemisch inert sind. Sie haben eine hohe Druckfestigkeit, die für Knochenimplantate erforderlich ist. Einige sind auch biologisch abbaubar. Schwierigkeiten in der Herstellung sind der Hauptnachteil, und sie können auch das Knochenwachstum minimieren. Manchmal lösen sich die Implantate oder verschieben sich.
Verbindungen
Die Verbundmaterialien umfassen Keramik-Bioglas, Allograft und Xenograft. Sie werden im Tissue Engineering und als Gelenkersatz eingesetzt. Da sie aus zwei oder mehr Materialien bestehen, kombiniert das Endprodukt die Eigenschaften aller verwendeten Materialien. Ihr Hauptvorteil ist, dass sie robust und leicht sind, eine geringe Dichte haben und korrosionsbeständig sind. Die hohen Kosten, die mit ihrer Herstellung verbunden sind, sind ihr Nachteil, da sie ihre Form nicht leicht ändern können.
