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¿Pueden los biomateriales lograr la reparación del cuerpo humano? ¡Qué poderosos son estos materiales mágicos!
Con el desarrollo de la tecnología médica, los biomateriales, como campo científico emergente, han atraído cada vez más atención. Los biomateriales son sustancias diseñadas y fabricadas para interactuar con sistemas biológicos con el objetivo de tratar, mejorar, reparar o reemplazar la función de los tejidos en el cuerpo humano.
La ciencia de los biomateriales es una materia interdisciplinaria que abarca elementos de la medicina, la biología, la química, la ingeniería de tejidos y la ciencia de los materiales.
Desde la aparición de este campo, los biomateriales han experimentado un crecimiento constante y muchas empresas han invertido fuertemente en el desarrollo de nuevos productos. Los biomateriales se pueden dividir en materiales de la naturaleza y materiales sintetizados en el laboratorio, y a menudo se utilizan en aplicaciones médicas. La función de estos materiales puede ser pasiva, como en aplicaciones de válvulas cardíacas, o más interactiva y bioactiva, como en implantes de cadera recubiertos con hidroxiapatita.
Actividad biológica
La bioactividad se refiere a la capacidad de un biomaterial de provocar una respuesta fisiológica que promueva su función y rendimiento. En particular, en el contexto de los vidrios bioactivos y las cerámicas bioactivas, el término generalmente se refiere a la capacidad de un material implantado de integrarse estrechamente con el tejido circundante.
Una buena biocompatibilidad, así como resistencia y velocidad de disolución, son propiedades buscadas para muchos biomateriales.
El desarrollo de biomateriales clínicamente útiles se ha acelerado con el desarrollo de técnicas de modelado computacional que pueden predecir los efectos moleculares de los materiales en entornos terapéuticos basados en datos experimentales limitados.
Tecnología de autoensamblaje
El autoensamblaje es un término comúnmente utilizado en la comunidad científica moderna para describir el proceso en el cual las partículas (como átomos, moléculas, coloides, etc.) se agregan espontáneamente sin la influencia de fuerzas externas. Estas partículas pueden formar matrices termodinámicamente estables y bien estructuradas, similares a uno de los siete sistemas cristalinos en metalurgia y mineralogía.
La tecnología de autoensamblaje también se considera una nueva estrategia en síntesis química y nanotecnología, que ayuda a diseñar biomateriales superiores basados en microestructuras naturales.
Jerarquía estructural
Casi todos los materiales pueden considerarse estructurados jerárquicamente, pero en los materiales biológicos esta organización jerárquica es intrínseca. Tomando el tejido óseo como ejemplo, el colágeno es el componente principal de la matriz orgánica y está entrelazado con minerales para formar la estructura básica del tejido óseo.
La estructura jerárquica de los biomateriales les permite exhibir diferentes características de desempeño en diversas aplicaciones, que dependen del diseño de su microestructura y de las propiedades de los materiales.
Áreas de aplicación
Los biomateriales desempeñan un papel fundamental en el campo de la medicina. Entre las aplicaciones más comunes se incluyen:- Reemplazo de articulación
- Placa ósea
- Lentes intraoculares en cirugía oftálmica
- Ligamentos y tendones artificiales
- Implantes dentales
- Prótesis vascular
- Válvulas cardíacas
- Equipo para reparar la piel
- Sistema de administración de fármacos
- Catéter de anestesia
Los biomateriales deben ser compatibles con el cuerpo humano y es necesario resolver muchos problemas de biocompatibilidad antes de su aplicación clínica.
Materiales biodegradables
Los materiales biodegradables se refieren a materiales que pueden degradarse a través de reacciones enzimáticas naturales. La aplicación de materiales biodegradables se ha convertido en una tendencia desde la década de 1960 y ha sido ampliamente aceptada por su menor riesgo de efectos nocivos a largo plazo. ResumenLos biomateriales continúan impulsando la innovación y el avance en la tecnología médica actual. Estos materiales no sólo tienen la capacidad de reparar y reemplazar el tejido dañado, sino que también tienen el potencial de interactuar con el cuerpo humano. Sin embargo, a medida que avanza la tecnología, ¿qué nuevos biomateriales descubriremos en el futuro que cambiarán la práctica médica?
