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O que exatamente são biomateriais? Por que eles podem mudar o mundo da medicina?
Biomateriais são substâncias projetadas para interagir com sistemas biológicos, principalmente para fins médicos. Quer sejam utilizados terapeuticamente (tratar, melhorar, reparar ou substituir a função dos tecidos no corpo) ou como diagnóstico, os biomateriais são cada vez mais utilizados numa ampla variedade de aplicações. O campo da ciência dos biomateriais (ou engenharia de biomateriais) tem crescido continuamente nos últimos cinquenta anos e muitas empresas têm investido pesadamente no desenvolvimento de novos produtos.
As fontes de biomateriais podem ser extraídas naturalmente ou sintetizadas em laboratório, muitas vezes utilizando uma variedade de métodos químicos, como metais, polímeros, cerâmicas ou compósitos. Eles são usados para substituir ou melhorar algumas ou todas as funções dos sistemas biológicos, que podem ser relativamente passivos, como válvulas cardíacas, ou bioativos com funções mais interativas, como implantes de quadril revestidos de hidroxiapatita.
A compatibilidade e o desempenho dos biomateriais dependem da sua interação com os tecidos biológicos.
Características dos materiais biológicos
Uma das principais propriedades dos biomateriais é a bioatividade, que se refere à capacidade de serem projetados para promover respostas fisiológicas, muitas vezes para se integrarem bem ao tecido circundante. Tomando como exemplo o vidro bioativo e a biocerâmica, esses materiais podem realizar a formação óssea durante a autogênese óssea e ajudar na reparação e regeneração óssea.
A ciência dos biomateriais abrange uma ampla gama de campos, incluindo medicina, biologia, química, engenharia de tecidos e ciência dos materiais. Embora os limites entre “materiais biológicos” e “materiais biológicos (como osso)” sejam às vezes confusos, os dois são conceitos diferentes. A integração de complexos biológicos também torna o desenho de biomateriais mais diversificado para atender às necessidades clínicas.
Um biomaterial bem-sucedido deve coordenar propriedades mecânicas e biocompatibilidade para garantir sua funcionalidade no corpo.
Aplicações de biomateriais
Materiais biológicos são amplamente utilizados em aplicações clínicas. São utilizados em substituições de articulações, implantes de placas ósseas, lentes intraoculares, ligamentos artificiais, implantes dentários, próteses vasculares e outras áreas. Através destas aplicações, os biomateriais podem não só prolongar a vida, mas também restaurar ou melhorar a qualidade de vida dos pacientes.
Por exemplo, na cirurgia de substituição da válvula cardíaca, a válvula mecânica usada pode efetivamente manter o fluxo sanguíneo unidirecional, enquanto o tecido biológico do paciente crescerá gradualmente no tecido circundante da válvula, melhorando assim a biocompatibilidade geral e o serviço vida.
Perspectivas Futuras dos Biomateriais
Com o desenvolvimento da ciência dos biomateriais e o surgimento de muitas tecnologias emergentes, a investigação neste campo está numa fase de rápido crescimento. O surgimento de novos conceitos, como tecnologia de automontagem e design hierárquico estrutural, oferece oportunidades sem precedentes para a funcionalização e inteligência de biomateriais. Essas tecnologias criam materiais com maior adaptabilidade biológica, imitando microestruturas encontradas na natureza.
Os futuros biomateriais podem não apenas ser usados como simples substitutos, mas também interagir diretamente com sistemas biológicos para melhorar as funções fisiológicas humanas.
Vale ressaltar que a pesquisa e o desenvolvimento de biomateriais também avançam na área de materiais renováveis. Com a melhoria da consciência ambiental, cada vez mais investigadores começam a concentrar-se em biomateriais degradáveis. Não só estes materiais não oneram o ambiente durante a utilização, mas a sua degradação final também está em linha com o ciclo natural dos organismos vivos.
Conclusão
No geral, a diversidade e a inovação dos biomateriais irão de facto subverter os conceitos tradicionais da comunidade médica. Sua ampla gama de aplicações não cobre apenas os equipamentos médicos existentes, mas também abre muitas novas direções de pesquisa. No entanto, com o avanço da tecnologia dos biomateriais, podemos encontrar materiais mais seguros e eficazes para enfrentar os desafios médicos humanos?
