Grupo 6
INTRODUÇÃO AOS BIOMATERIAIS
 Entre as características que um biomaterial deve
apresentar salienta-se a necessidade de ter um
comportamento mecânico adequado à função que
desempenha, ser inerte do ponto de vista químico
e biocompatível com o organismo.
 Pode definir-se um biomaterial compatível como
aquele que não influencia negativamente no seu
ambiente biológico, ou seja, não deverão ser
observadas reações tóxicas, alérgicas ou
carcinogênicas (Carcinogênico: substância que
provoca ou estimula o desenvolvimento de tumor
maligno no organismo).
Os materiais metálicos estão entre os mais
correntemente utilizados, compreendendo o aço
inoxidável, ligas de Co-Cr, Ti e ligas de Ti, ligas de
Au, produtos de Ag e, até há pouco tempo,
amálgamas de Hg-Ag-Sn. Estas amálgamas têm sido
progressivamente substituídas por materiais isentos
de mercúrio, tendo sido implementados programas
específicos de redução de fontes poluentes deste
metal, assim como a obrigatoriedade da sua
reciclagem.
Biomateriais Metálicos
 Os materiais metálicos implantados num
organismo vivo estão expostos à ação corrosiva do
meio fisiológico, cuja agressividade é comparável à
da água do mar, normalmente aumentando no caso
de traumas cirúrgicos, ou infecciosos, devido a
presença de microorganismos.
INTRODUÇÃO AOS BIOMATERIAIS
 Em condições normais, dada a passividade das atuais ligas
usadas, a velocidade de corrosão é muito baixa. Entre os
produtos da degradação destes materiais podem encontrarse partículas metálicas de tamanhos variados e ións
metálicos, os quais podem, consequentemente, formar sais
ou complexos com elementos ou moléculas presentes no
meio biológico.
 Os processos de corrosão dos implantes metálicos
envolvem reações de oxidação e redução que ocorrem
simultaneamente na superfície do metal, tais como a reação
de oxidação com dissolução metálica, M → Mn+ + ne e
reações de redução associadas, sendo uma das mais
importantes para o pH do meio fisiológico (próximo da
neutralidade) a reação de redução do oxigénio O2 + 2H2O +
4e → 4OH- [1].
A toxicidade de todos os elementos, e em particular, dos
metais pesados está associada à sua concentração e à
forma química em que estes se encontram. Assim,
enquanto o cobalto, nomeadamente, na forma +2, e o Cr
(III), apresentam uma toxicidade moderada, sendo
mesmo, em baixas quantidades essenciais à vida, já o
crômio(VI) é uma espécie muito tóxica com
consequências a longo prazo (carcinogênica).
Biomateriais Metálicos
Tabela Toxicidade
Exemplificação
 Comparação entre 2 aços inoxidáveis
utilizados na fabricação de implantes
ortopédicos.
 Aço ASTM F138 atualmente utilizado e o aço ISO 5832-9
austenítico com adição de nióbio e nitrogênio.
 O aço 5832-9 vem sendo apontado como uma alternativa ao
aço ASTM para aplicações mas severas de carregamento e
tempo de permanência no interior do organismo. Este aço
apresenta resistência a corrosão localizada muito superior
ao outro. Resistência atribuída ao aumento da estabilidade
do filme passivo favorecida pela presença do nitrogênio em
solução sólida intersticial na austenita.
A liberação de íons (ferro, cromo e níquel) por braquetes de aço
inoxidável.
A maior liberação de íons por ligas de aço inoxidável tem conseqüências
importantes para a rotina clínica, pois além dos braquetes (2g), a maioria
dos acessórios e aparelhos auxiliares é de aço inoxidável e um tratamento
típico inclui pelo menos 8 bandas (3,6g) e 2 arcos retangulares (0,7g),
totalizando 6,3g de liga colocada intrabucalmente. A quantidade de íons
metálicos liberados por este total de aço inoxidável exposto ao ambiente
severo da cavidade bucal pode ser elevada
Materiais não-metálicos, ligas sem níquel e aços com conteúdo reduzido
de níquel vêm sendo testados na Ortodontia, assim como a introdução do
titânio como material alternativo na produção de braquetes. A razão para
a escolha deste material
reside em sua biocompatibilidade, ausência de alergenicidade e
resistência aumentada à corrosão.
Exemplificação
 Próteses de quadril necessitam de grande área de interface
osso/implante para que a estabilidade seja alcançada o mais
breve possível. Esta interface pode ser aumentada pela
criação de uma superfície rugosa no implante, por meio de
jateamento e ataque ácido da superfície. Porém, a
modificação da superfície aumenta a liberação de íons
metálicos e de fragmentos, aumentando a taxa de liberação
iônica. A fixação inicial pode ser melhorada pela deposição
de coberturas bioativas (hidroxiapatita) .
 A liga Ti-6Al-4V tem excelentes propriedades mecânicas
para uso em próteses de quadril, mas a liberação de íons
metálicos pode causar efeitos carcinogênicos locais e
sistêmicos. O titânio e o alumínio podem afetar a função
celular, a proliferação celular e a síntese da matriz
extracelular. Os íons de titânio, alumínio e vanádio podem
inibir a formação de apatita, dificultando a mineralização na
interface. A deposição de alumínio tem sido associada
também a desordens neurológicas.