Appunti completi del corso - Seconda parte

Informazioni sul documento

Università: Politecnico di Milano
Corso di laurea: Biomedical Engineering
Materia: Bioingegneria Chimica
Classificazione: Appunti · Completi
Formato originale: PDF
Testo: Testo ricercabile

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Materiale completo di Bioingegneria Chimica per il corso di Biomedical Engineering presso Politecnico di Milano. Il documento tratta: LEZIONE 14/11 I BIOMATERIALI CERAMICI • Tradizionali • Avanzati • Cementi • Vetri CERAMICI AVANZATI → provengono da polveri molto dure • Bioinerte: sono quasi inerti→perché tessuto fibrotico è membrana fibrotica con spessore molto basso, solo membrana molto sottile→non scatenano…

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LEZIONE 14/11 I BIOMATERIALI CERAMICI • Tradizionali • Avanzati • Cementi • Vetri CERAMICI AVANZATI → provengono da polveri molto dure • Bioinerte: sono quasi inerti→perché tessuto fibrotico è membrana fibrotica con spessore molto basso, solo membrana molto sottile→non scatenano intensa risposta infiammatoria tendenzialmente ceramici non presenti nell’organismo→non riconosciuto come self→organismo cerca di isolarlo e si forma tessuto fibrotico intorno a materiale che puo portare fallimento protesi • non induce né subisce alterazioni dovute al contatto con l’ambiente biologico • formazione di una capsula fibrosa (1-100 µm) attorno all’impianto → isolamento dai tessuti biologici • Bioattivi: materiali ceramici a base di calcio e fosforo riconosciuti come self →hanno interazioni con tessuti dell’organismo dall’organismo: formano legami chimici (abbiamo dei ceramici nell’osso, calcio fosfati nella mec inorganica) • legame chimico diretto tra l’impianto e l’ospite • risposta biologica all’interfaccia ➔ Struttura più cristallina • Bioriassorbibili: calcio fosfati riconosciuti come self dall’organismo ma degradati dalle cellule che sostituiscono con nuovo tessuti lo spazio occupato da questi calci fosfati bioriassorbili) • sostituiti dal tessuto ospite (dopo un periodo di tempo) • riassorbiti • prodotti di degradazione smaltiti da processi fisiologici ➔ Struttura più amorfa quindi più degradabile →quindi unica differenza tra bioattivi e Bioriassorbibili è struttura Idrossiapatite è comunque calciofosfato ma ha subito sinterizzazione ad alta temperatura lentamente nel tempo quindi è più stabile

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A cause dl raffreddamento rapido, si genera struttura instabile perché soprasatura di carbonio (martensite)→ fragile anche se elevate caratteristiche meccaniche. Quando faccio trattamento termica, che mi permette di avere ferrite e cementite a temperatura ambiente, mantiene caratteristiche meccaniche ma non ha è più così fragile, perché non è più soprassatura di carbonio Martensite rinvenuta= ferro alfa e cementite ma caratteristiche meccaniche diverse della perlite perché microstruttura (organizzazione lamelle) diversa dalla perlite Martensite rinvenuta non è fragile come la martensite per cui riesco ad usarla I BIOMATERIALI METALLICI Proprietà richieste ai materiali metallici • elevate caratteristiche meccaniche→ alcuni di questi materiali non li usiamo dove servono elevate caratteristiche meccaniche • adeguata rigidezza→ adeguata perché dipende dall’applicazione finale, come userò quel materiale specifico, lega o materiale metallico • resistenza alla corrosione (in fessura, per sfregamento)→non vogliamo questi problemi in ambito biomedicale • biocompatibilità: non vogliamo elementi di lega che portano tossicità o di allergia

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Sensibilizzazione: continua ingestione di ioni o anche un rilascio di ioni da metalli impiantati Riassunto possibili applicazioni:

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Fibre: -→ - Continue: possiamo progettare materiale perché a seconda di come allineiamo le fibre avremo caratteristiche meccaniche maggiori in alcune direzioni - Frammentate: le caratteristiche meccaniche sono uguali in tutte le direzioni

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L’osso necessita superficie rugosa e attiva dentro cui il tessuto osseo possa crescere Strutture ottenute partendo da polveri, strato su strato configurazioni che consentono di ottenere coppa acetabolare e cultura superficiale Vediamo operazioni di cariche, formatura, meccaniche Microsfere sinterizzate Mediante tecniche di sinterizzazione è possibile depositare sulla superficie metallica delle microsfere (uno o più strati) che determinano macro porosità (alcune centinaia di µm) all’interno delle quali possono crescere le trabecole ossee 2 o 3 strati di microsfere metalliche, intese a lasciare spazi dove l’osso puo interconnettersi ➔ applicate attraverso un processo di diffusione La maggior “interconnessione” osso/impianto non si è dimostrata però utile a migliorare l’osteointegrazione, in quanto gli sforzi che agiscono sono essenzialmente di taglio e compressione La presenza di microsfere sinterizzate sulla superficie dello stelo protesico determina un drastico decadimento della resistenza a fatica (per la lega Ti6Al4V da più di 600 a circa 400 MPa) Difficoltà di estrazione possono sorgere in fase di eventuale intervento di revisione della protes Trattamenti di temperatura oltre i 600 gradi Saldare una sfera ad altre sfere→ i punti dove la sfera va in contatto col substrato si hanno concentrazioni di sforzi per cui la resistenza è bassa→ pericolo di avere frattura Avere due strati dentro cui l’osso possa cresce -→

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