Autor | Gustavo DuffoGua didcticaCaptulo 8

Biomateriales

Materiales y materias primas

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Autoridades

Presidente de la NacinDra. Cristina Fernndez de Kirchner

Ministro de EducacinDr. Alberto E. Sileoni

Secretaria de EducacinProf. Mara Ins Abrile de Vollmer

Directora Ejecutiva del Instituto Nacional de Educacin TecnolgicaLic. Mara Rosa Almandoz

Director Nacional del Centro Nacional de Educacin TecnolgicaLic. Juan Manuel Kirschenbaum

Director Nacional de Educacin Tcnico Profesional y OcupacionalIng. Roberto Daz

Ministerio de Educacin.Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica.Saavedra 789. C1229ACE.Ciudad Autnoma de Buenos Aires.Repblica Argentina.2011

Director de la Coleccin: Lic. Juan Manuel Kirschenbaum

Coordinadora general de la Coleccin:Claudia Crowe

Diseo didctico y correccin de estilo:Lic. Mara Ins NarvajaIng. Alejandra Santos

Coordinacin y produccin grfica:Augusto Bastons

Diseo grfico:Mara Victoria BardiniAugusto BastonsMartn Alejandro GonzlezFederico Timerman

Ilustraciones:Diego Gonzalo FerreyroMartn Alejandro GonzlezFederico Timerman

Administracin:Cristina CaratozzoloNstor Hergenrether

Colaboracin:Jorgelina LemmiPsic. Soc. Cecilia L. VzquezDra. Stella Maris Quiroga

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ADVERTENCIALa habilitacin de las direcciones electrnicas y dominios de la web asociados, citados en este libro, debe ser considerada vigente para su acceso, a la fecha de edicin de la presente publicacin. Los eventuales cambios, en razn de la caducidad, transferencia de dominio, modificaciones y/o alteraciones de conteni-dos y su uso para otros propsitos, queda fuera de las previsiones de la presente edicin -Por lo tanto, las di-recciones electrnicas mencionadas en este libro, deben ser descartadas o consideradas, en este contexto-.

Coleccin Encuentro Inet.Director de la Coleccin: Juan Manuel Kirschenbaum.Coordinadora general de la Coleccin: Claudia Crowe.

Queda hecho el depsito que previene la ley N 11.723. Todos los derechos reservados por el Minis-terio de Educacin - Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica.

Reproduccin autorizada haciendo mencin de la fuente.

Industria Argentina

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Coleccin Materiales y materias primas

Serie producida por el Canal Encuentro junto con el Instituto Nacional de Educacin Tecnolgica (INET). A lo largo de catorce captulos* el ciclo desarrolla el origen, las propiedades, el contexto de descubrimiento y la utilizacin de diferentes materiales y materias primas, y el impacto que causaron en la vida de la humanidad durante su historia.

Aire, aluminio, hierro, azufre, polmeros, madera, cermicos son algunos de los protagonistas de esta coleccin.

Captulo 1Los Materiales y la humanidad

Captulo 3Madera

Captulo 2Aire

Captulo 8Biomateriales

Captulo 10Materiales compuestos

Captulo 9Polmeros

Captulo 11Silicio

Captulo 12Nanomateriales

Captulo 4Azufre

Captulo 6Cermicos

Captulo 5Minerales de hierro

Captulo 7Aluminio

* La versin impresa de la coleccin Materiales y materias primas est constituda por doce captulos. La parte 1 y 2 de las series Los mate-riales y la humanidad y Nanomateriales fueron unificadas respectivamente.

DVD 3

DVD 4

DVD 2

DVD 1

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ndice | Biomateriales

Red conceptual

8.1. Introduccin8.2. Qu es un Biomaterial?8.3. Breve historia de los biomateriales

8.4. Algunas aplicaciones de los biomateriales8.4.1. Ortopedia8.4.2. Aplicaciones cardiovasculares8.4.3. Oftalmologa8.4.4. Aplicaciones dentales8.4.5. Cicatrizacin de heridas y reparacin de fracturas8.4.6. Sistemas para la distribucin de medicamentos

8.5. Tipos y propiedades de biomateriales

8.6. Biomateriales metlicos8.6.1. Pasos en la fabricacin de un implante metlico

8.7. Materiales cermicos

8.8. Materiales polimricos8.8.1. Polmeros ms comunes empleados como biomateriales

8.9. Materiales compuestos o composites

Bibliografa y webgrafa

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DISTINTOS REQUERIMIENTOSMECNICOS-QUMICOS-FUNCIONALES

APLICACIONES

OrtopediaCardiovascularesOftalmolgicasDentalesDermatolgicasLiberacin de medicamentosOtras...

BIOMATERIALES

BIOCOMPATIBILIDAD

Propiedades

Ejemplos

PVCPolietileno

PolipropilenoPolister

PolimetilmetacrilatoPolidimetisiloxano

POLIMRICOS

Propiedades

Ejemplos

AlminaZirconia

HidroxiapatitaVidrios Bioactivos

CERMICOS

Propiedades

Matriz Refuerzo

Ejemplos

FiberglassKevlar

COMPUESTOS

Propiedades

Formas de procesar

Ejemplos

Acero inoxidableAleaciones base cobaltoAleaciones base titanio

Aleaciones paraaplicaciones dentales

METLICOS

TIPOS DE BIOMATERIALES

8. Biomateriales8.1. INTRODUCCIN

Qu tienen en comn los rotores de una turbina de generacin de electricidad que trabaja aaltas temperaturas y en condiciones fuertemente agresivas, con una prtesis dental que per-mite reemplazar piezas dentarias perdidas?

Que ambas estn fabricadas de la misma aleacin metlica formada por nquel y cromo.

Qu tienen en comn los parabrisas de los aviones caza ingleses Spitfire de la Segunda Gue-rra Mundial con las lentes intraoculares que se aplican luego de una operacin de cataratasy que permiten recuperar la visin a miles de personas que sufren esta enfermedad?

Que ambos estn fabricados con el mismo material polimrico denominado polimetilmetacri-lato o, ms comnmente llamado acrlico.

Finalmente, qu tienen en comn los motores de propulsin de los transbordadores espa-ciales con las prtesis de cadera que, sin ellas, se condenara a la inmovilidad a pacientescuyas articulaciones estn gastadas?

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Imagen 2. Prtesis odontolgica de cobalto-cromoImagen 1. Turbina de aleacin nquel-cromo para ungenerador de electricidad

Imagen 4. Lentes intraoculares para operaciones decataratas, fabricados en polimetilmetacrilato

Imagen 3. Caza britnico Spitfire de la Segunda GuerraMundial con parabrisas de polimetilmetacrilato

Que ambas estn fabricadas con el mismo material, una aleacin de titanio, aluminio y vanadio.

Cul es el hilo conductor que une a estos tres ejemplos?

Que en los tres casos se trata de materiales desarrollados para usos industriales, pero que seestn empleando en seres humanos en aplicaciones no previstas durante la etapa de su desarro-llo. Son los denominados BIOMATERIALES y que, como veremos, nos ayudan a tener una mejorcalidad de vida.

En los aos 70, la serie televisiva El hombre nuclear (The Six Million Dollar Man) contaba lahistoria del astronauta Steve Austin (protagonizado por Lee Majors), quien, tras haber sufridoun accidente en el cual perdi ambas piernas, un ojo y un brazo, recibi implantes artificialesque resultaban inadvertidos visualmente, pero que le permitan correr a ms de 100 kilmetrospor hora, ver con la precisin de una mira telescpica y levantar objetos de varias toneladas.Cada captulo de la serie comenzaba con una voz en off que deca: Steve Austin. Astronauta.Su vida est en peligro. Usaremos la ms avanzada tecnologa para convertirlo en un orga-nismo ciberntico, poderoso, superdotado. El hombre nuclear const de 103 episodios emi-tidos entre 1973 y 1978.

En esa poca, quienes mirbamos la serie de televisin, sin importar nuestra edad, estbamosconvencidos de que se trataba de ciencia-ficcin. Sin embargo, muchos de nosotros no dej-bamos de preguntarnos dnde terminaba la ciencia-ficcin y dnde comenzaba el hecho cien-tfico.

Ya han pasado 30 aos de la emisin de El hombre nuclear y, en la actualidad, es muy fre-cuente encontrarnos con personas que tienen alguna parte de su cuerpo reparada o reempla-zada, artificialmente, con el empleo de componentes fabricados con biomateriales. | G

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Imagen 6. Componentes metlicos de un implante total decadera fabricados en aleacin titanio-aluminio-vanadio

Imagen 5. Imagen del trasbordador espacial,cuyos motores de empuje son fabricados enuna aleacin titanio-aluminio-vanadio

8.2. QU ES UN BIOMATERIAL?

Se han propuesto muchas definiciones diferentes; tal vez tantas como libros de texto sobre el te-ma hayan sido publicados. Por lo tanto, no existe una nica definicin obtenida por el acuerdo ge-neral entre los expertos en el campo. Sin embargo, las siguientes definiciones dan una idea generalde las cosas que se abarcan:

a) Material utilizado en un dispositivo mdico, pensado para interactuar mutuamente con sis-temas biolgicos.

b) Cualquier sustancia o combinacin de sustancias de origen natural o artificial que puedeser usada durante cierto tiempo como un todo o como parte de un sistema que permite tra-tar, aumentar o reemplazar algn tejido, rgano o funcin del cuerpo humano.

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