Os biomateriais são materiais, de origem natural ou sintética, que desempenham um papel-chave na medicina moderna. Podendo restaurar a função e facilitando a cura para as pessoas após ferimentos ou doenças.
São utilizados em aplicações clínicas e médicas para apoiar, melhorar ou substituir o tecido danificado ou funções biológicas específicas. Os biomateriais também podem ser definidos como dispositivos que entram em contato com os sistemas biológicos. Assim, eles são aplicados em diagnósticos, vacinas, cirurgias ou terapias.
O primeiro uso histórico de biomateriais data da Antiguidade, quando os antigos egípcios usavam suturas feitas de tendões de animais no corpo humano. Já o campo moderno dos biomateriais combina:
O primeiro uso histórico de biomateriais data da Antiguidade, quando os antigos egípcios usavam suturas feitas de tendões de animais no corpo humano. Já o campo moderno dos biomateriais combina:
Além das influências mais recentes da engenharia de tecidos e ciência dos materiais. Metais, cerâmicas, plástico, vidro e até células e tecidos vivos podem ser usados na criação de biomateriais.
Esses materiais podem ser reprojetados em peças moldadas ou usinadas, revestimentos, fibras, filmes, espumas e tecidos para uso em produtos e dispositivos biomédicos. Isso pode incluir válvulas cardíacas, próteses de quadril, implantes dentários ou lentes de contato.
Muitas vezes eles são biodegradáveis e alguns são bioabsorvíveis, o que significa que são eliminados gradualmente do corpo após cumprir uma função.
O uso de biomateriais é feito em:
Médicos, pesquisadores e bioengenheiros usam biomateriais em:
Há, ainda, pesquisas que propõem novas possibilidades para o uso de biomateriais. Pesquisadores do Indian Institute of Science descreveram duas possibilidades para melhorar o controle de infecções virais.
Uma das propostas são nanopartículas baseadas em biomateriais que possam estimular as células imunológicas que produzem anticorpos durante a vacinação. Elas funcionariam como ajudantes que preparam as células. Assim, no momento em que as células verem a proteína, terão uma resposta maior, secretando mais anticorpos.
Outra parte do estudo investiga tecnologias emergentes de bioengenharia para criar superfícies antivirais nano que poderiam se desinfetar. Essas superfícies seriam projetadas em máscaras, roupas, camas, entre outros objetos. Dessa forma, elas são criadas para danificar ou destruir automaticamente um vírus.
Os metais, como aços inoxidáveis e ligas de titânio, constituem uma das matérias-primas amplamente utilizadas como componentes estruturais. Isso porque eles possuem alta resistência e boas propriedades mecânicas. Assim, os metais são utilizados como substituição, reforço ou estabilização de tecidos rígidos.
Os polímeros são de fácil fabricação e baixo custo; por isso, são uma das principais escolhas para a construção de biomateriais. Podem ser utilizados em materiais odontológicos e em cirurgias.
Os biomateriais poliméricos possuem uma baixa resistência mecânica, baixa dureza, baixa estabilidade térmica, flexibilidade, algum grau de transparência.
Destacam-se reconstrução odontológica e maxilofacial como as principais aplicações dos biomateriais de cerâmica. Eles têm alta compatibilidade com tecidos rígidos, como ossos e dentes. Com eles, podem ser feitos, por exemplo, implantes dentários de cerâmica.
Para o futuro, espera-se que três tecnologias sejam potencialmente exploradas no campo dos biomateriais:
A imunomodulação é um ajuste da resposta imune a um nível desejado. Biomateriais imunomoduladores podem ajudar a combater doenças crônicas generalizadas, como diabetes tipo 1. A diabetes, por sua vez, é uma doença autoimune em que a defesa do corpo destrói as células produtoras de insulina no pâncreas.
Os pesquisadores desenvolveram um biomaterial sintético injetável que reverteu o diabetes tipo 1 em ratos diabéticos não obesos. Isso pode ser um passo importante no desenvolvimento de uma nova plataforma biodegradável para ajudar a controlar os efeitos da doença.
Este tipo de biomaterial está sendo usado cada vez mais para o fornecimento de agentes terapêuticos, como medicamentos, materiais genéticos e proteínas. Eles oferecem a possibilidade de tratar uma variedade de condições, fornecendo entrega direcionada, evitando a absorção pelo sistema imunológico.
O uso de biomateriais injetáveis sintéticos e derivados naturalmente tem potencial para ser aplicado, no futuro em:
Biomateriais supramoleculares são complexos de moléculas que excedem os limites do que as moléculas podem fazer por conta própria. Isso significa que eles têm o potencial de sentir e responder, sendo ideais para o tratamento de lesões ou doenças. Pesquisadores estão explorando o desenvolvimento de biomateriais supramoleculares. Esses que podem ser ligados ou desligados em resposta a pistas fisiológicas ou que imitam a sinalização biológica natural.
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