El Uso de biomateriales en el trasplante de órganos
Los materiales biológicos se definen como materiales farmacéuticos que pueden incluirse o trasplantarse en organismos vivos para reemplazar o restaurar algunas de sus funciones, administración de agentes terapéuticos como medicamentos, materiales genéticos y proteínas. Al estar en contacto con líquidos corporales siendo caracterizados por corrosivos como: como rigidez, porosidad, interconectividad y tamaño de poros, superficie específica, permeabilidad y rugosidad del sustrato, así como su potencial eléctrico, humectación y comportamiento hidrofílico o hidrofóbico, ya que estos determinarán la compatibilidad e interacción del implante en el cuerpo.
Características
a cumplir son:
·
La persona un material un
material que no estimule negativamente los tejidos, reacciones inflamatorias o
reacciones alérgicas.
·
Estos biomateriales no deben
ser tóxicos y carcinogénico o estable en términos de productos químicos o
biodegradables en productos seguros.
·
Su diseño, precio, tamaño y
forma deben ser adecuados.
Actualmente, se
está considerando la llamada "medicina regenerativa", que combina la
ingeniería de tejidos y la administración de fármacos para crear tejidos y
órganos con mejor estructura y función biológica. Esto es posible porque la
medicina regenerativa trata la implantación del material como una estructura de
soporte de regeneración tisular primaria mediante la incorporación de células
individuales en el andamio implantado
Ø Tipos de materiales biológicos
Los metales y
sus aleaciones se encuentran entre los principales materiales utilizados en
prótesis e implantes. Entre sus propiedades se encuentran la densidad, el
módulo elástico y la resistencia a la compresión, similar al hueso. Con base en
este objetivo, se han desarrollado aleaciones de paladio y magnesio para
cambiar la resistencia a la corrosión a valores más positivos. El principal
desafío a superar con los metales es hacer coincidir el módulo de Young de
estos materiales con el del tejido óseo, ya que esto sería beneficioso para
estimular el crecimiento de hueso nuevo y mejorar la estabilidad del implante.
Sin embargo, debido a la toxicidad del vanadio contenido en la aleación y su
alto valor de módulo relativo al hueso (~10-30 GPa), su uso está limitado, por
ejemplo, en dispositivos espinales. En los últimos años se han desarrollado
nuevas aleaciones de este metal con buena biocompatibilidad y bajo módulo de
Young (~60 GPa) similar al hueso para aplicaciones biomédicas por ejemplo
incluyen aleaciones de Ni-Ti con memoria de forma como andamios y nuevas
aleaciones a base de magnesio para ingeniería de tejidos y remodelación ósea.
Debido a la variedad de configuraciones a las que se aplican estos materiales, son muy adaptables al tejido receptor y muy flexibles; Su biodegradación y estabilidad se verán afectadas por la cristalinidad, el punto de fusión, la transición vítrea, el peso molecular y la secuencia de distribución, así como por las impurezas o la presencia de sustancias, aditivos y otros factores. Varias aplicaciones biomédicas se han dirigido hacia su uso en dispositivos y materiales quirúrgicos, tales como la fabricación de bolsas venosas, tubos flexibles, apósitos, y similares. Por otro lado, los biopolímeros representan una alternativa sostenible ya que se pueden obtener a partir de materias primas baratas y una gran proporción de estos materiales son biocompatibles y no citotóxicos. Este es el caso de la celulosa, que presenta un alto grado de biocompatibilidad en los órganos o tejidos en los que se incorpora y, además, con una mínima toxicidad, permite el crecimiento celular, favoreciendo tejidos u órganos dañados. Estos microorganismos son capaces de sintetizar nano hielos de celulosa a partir de fuentes de carbono que se han utilizado como sustratos para el crecimiento celular y regeneración tisular, con futuras aplicaciones en el tratamiento de quemaduras y úlceras cutáneas. El objetivo principal de la ingeniería de tejidos es desarrollar materiales que puedan promover la reparación funcional y la regeneración de estructuras biológicas. En este sentido, se han utilizado diferentes materiales para sintetizar andamios 3D y 2D, aplicaciones que se combinan con colágeno, creando materiales de refuerzo con buenas propiedades absorbentes, expansivas y térmicas, además de convertirse en un modelo adecuado para el sistema de crecimiento celular y tiene un gran potencial para su uso en el desarrollo de piel artificial con el uso de herramientas de ingeniería de tejidos.
Los materiales
cerámicos utilizados en medicina son materiales biocompatibles, una de sus
propiedades es más duros y con mejor resistencia a la corrosión que el acero
bajo presión, mejor resistencia al calor y a la corrosión que los metales o
polímeros, y más densos que la mayoría de los metales, y sus aleaciones son
bajas, y sus materias primas son abundantes y baratos.
Los fosfatos de
calcio son un grupo de compuestos que se diferencian en su relación molar Ca/P,
dentro de este grupo se encuentra la hidroxiapatita (HAp), la cual puede ser de
origen natural o sintético y debido a su biocompatibilidad en la ingeniería del
tejido óseo. Por otro lado, su baja fragilidad y resistencia a la compresión
limitan su uso clínico en injertos sin carga o como materiales de relleno. La
hidroxiapatita no tiene propiedades osteogénicas u osteogénicas, pero se ha
demostrado que es un material osteogénico postimplantación, producido a partir
de un material con una alta afinidad por el tejido óseo, promoviendo la
formación de nuevos tejidos, pero también es posible dirigir su crecimiento
dependiendo de su estructura.
En el caso de
los biovidrios, se han utilizado en la producción de materiales cementosos
porque pueden regular la liberación de iones de calcio y promover la formación
de nuevo tejido óseo, aumentando así la bioactividad del material. Los
materiales bioeutécticos son una familia de materiales cerámicos desarrollados
a partir de vidrios de CaO-P2O5-SiO2 para el reemplazo de tejido duro.
La fabricación
de plásticos duros y flexibles es requerida para la realización de resinas de polieteretercetona
utilizados en aumentos de pecho, glúteos en mujeres y en caso del hombre al
perder uno de los testículos a causa del cáncer de testículo o próstata, mala
formación del testículo (Nunca creció el miembro en la pubertad) es utilizado
estos implantes de resina para sustituir los miembros faltantes y no afectar
psicológicamente al paciente.
Implantes médicos, incluidas válvulas cardíacas, endoprótesis vasculares e injertos; articulaciones, ligamentos y tendones artificiales; implantes para la pérdida de audición; implantes dentales; y dispositivos neuro estimuladores.
Los métodos para
acelerar la curación de los tejidos humanos incluyen suturas, fórceps y grapas
para cerrar heridas y descongelar. Reconstrucción de tejido humano utilizando
andamios de biomateriales o una combinación de sustratos, células y moléculas
bioactivas. Los ejemplos incluyen hidrogeles regeneradores de huesos y polvo de
roca cultivado en laboratorio.
Sondas de moléculas
y nanopartículas que atraviesan las barreras biológicas y ayuda en el
diagnóstico y tratamiento del cáncer a nivel molecular.
Biosensores son utilizados
para detectar la presencia y el número de sustancias específicas y transferir
estos datos, ejemplo, son dispositivos de monitoreo de glucosa en sensores de
sangre y actividad cerebral.
Sistemas de gestión de medicamentos que se aplican a una enfermedad, ejemplo, las paredes vasculares están cubiertas con trasplantes y obleas de quimioterapia para pacientes con cáncer.
Fuente de consulta:
https://quimisor.com.mx/usos-y-aplicaciones-del-plastico-en-el-sector-medico/
https://www.nibib.nih.gov/espanol/temas-cientificos/biomateriales
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