Biomaterial: apa itu, jenis dan karakteristiknya

Manusia (dan sebagian besar hewan) memiliki beberapa kemampuan untuk menyembuhkan luka dan cedera. Biasanya, bukaan epidermis dengan proses mekanis mengikuti mekanisme penyembuhan yang dapat diprediksi secara medis: pembentukan gumpalan, peradangan, proliferasi sel dan diferensiasi strain baru, untuk merombak jaringan dan mengembalikannya ke keadaan semula semaksimal mungkin. mungkin.

Bagaimanapun, tidak hanya epidermis yang diperbaiki. Konsolidasi tulang dan mobilisasi sel satelit miosit (dalam tulang dan otot, masing-masing), adalah contoh mekanisme fisiologis lain yang mencoba menyembuhkan mikrorobek dan patah tulang pada peralatan kita lokomotor.

Misalnya, bila terjadi patah tulang, badan sel (osteosit, osteoblas, osteoklas, dan sel osteoprogenitor) mensekresikan dan merombak matriks tulang, untuk mencapai bahwa tulang memulihkan bentuk normalnya pada usia dini. waktu yang memungkinkan. Biasanya, dalam 6 hingga 8 minggu, perbaikan yang signifikan dapat terlihat.

Sayangnya, tidak semua jaringan sembuh dengan baik dan beberapa sama sekali tidak memiliki kapasitas regeneratif yang sempurna, seperti jantung atau organ lainnya. Untuk menantang batas kemampuan fisiologis manusia dan berpotensi menyelamatkan jutaan nyawa,

biomaterial datang ke zaman kita. Pelajari segalanya tentang mereka, karena masa depan kedokteran adalah yang paling tidak menjanjikan.

• Artikel terkait: "Jenis Sel Utama Tubuh Manusia"

Apa itu biomaterial?

Biomaterial, dari sudut pandang medis, adalah setiap bahan alami atau sintetis yang dimaksudkan untuk dimasukkan ke dalam jaringan hidup, terutama sebagai bagian dari elemen bedah atau implan. Pada tingkat fisiologis, bahan-bahan ini memiliki sifat unik dibandingkan bahan lainnya, karena bisa kontak langsung dengan jaringan hidup tanpa menyebabkan respon imun negatif pada sabar.

Selain itu, perlu dicatat bahwa biomaterial mereka tidak mencapai fungsinya melalui pemisahan zat farmakologis dan tidak bergantung pada metabolisme oleh organisme untuk mencapai efek yang diinginkan (jika tidak, kita akan berbicara tentang narkoba). Fungsionalitas dan keajaiban mereka hanya ditemukan pada (dan beradaptasi) di tempat yang tepat, karena mereka idealnya berfungsi untuk menggantikan jaringan keras atau lunak yang telah mengalami beberapa jenis kerusakan. Selain penggunaannya yang khas, mereka juga semakin banyak digunakan sebagai metode diagnostik dan kejadian klinis lainnya.

Generasi pertama biomaterial lahir sekitar tahun 1940, dengan puncak kegunaan dan fungsinya pada tahun 1960-an dan 1970-an. Karena pengetahuan dan bahan medis telah disempurnakan, kemampuannya dari unsur-unsur ini telah meningkat dari waktu ke waktu, sehingga menimbulkan senyawa kedua dan ketiga generasi. Beberapa sifat idealnya adalah sebagai berikut:

• Sifat mekanis yang tepat: biomaterial yang sangat kaku tidak dapat dimasukkan ke dalam jaringan alami yang longgar, karena fungsinya yang benar akan terhambat.
• Ketahanan terhadap korosi dalam media berair: tubuh manusia adalah 60% air. Oleh karena itu, biomaterial yang tahan terhadap cekaman air sangat penting.
• Seharusnya tidak mempromosikan toksisitas lokal atau peristiwa karsinogenik dalam jaringan di mana ia ditempatkan.
• Dari generasi kedua, dicari bahan yang juga bioaktif. Ini harus menginduksi respon fisiologis yang mendukung fungsi dan kinerja biomaterial.
• Karakteristik baru lainnya yang dicari adalah beberapa bahan mampu diserap kembali. Ini berarti mereka menghilang atau berubah secara drastis dari waktu ke waktu dan dapat dimetabolisme oleh tubuh.
• Akhirnya, hari ini diharapkan beberapa dari mereka merangsang respons spesifik pada tingkat sel.

Seperti yang bisa Anda bayangkan, sifat ideal biomaterial bergantung sepenuhnya pada fungsionalitasnya. Misalnya, seorang ahli bedah menginginkan sekrup yang dipasang untuk memperbaiki cangkok pada cedera ligamen agar dapat diserap kembali seiring waktu, sehingga pasien tidak perlu melakukan intervensi lagi. Di sisi lain, jika biomaterial menggantikan struktur vital, idenya adalah bahwa itu permanen dan menahan semua elemen ekosistem tubuh.

Di samping itu, beberapa biomaterial menarik dari sudut pandang seluler, karena mereka dapat mengembangkan pertumbuhan dan diferensiasinya. Misalnya, beberapa kristal bioaktif generasi ketiga dirancang untuk mengaktifkan gen tertentu dalam sel jaringan yang rusak, untuk mempercepat regenerasi. Sepertinya teknologi yang diambil dari masa depan distopia, tetapi ini adalah kenyataan hari ini.

Jenis biomaterial

Agar semua hal di atas tidak tetap dalam rangkaian konsep halus, kami sajikan kepada Anda bukti kegunaan biomaterial. Kami tidak dapat membahas semuanya (karena daftarnya sangat panjang), tetapi kami mengumpulkan beberapa yang paling menarik. Jangan sampai ketinggalan.

1. Keramik Kalsium Fosfat

Keramik kalsium fosfat berpori dapat digunakan untuk memperbaiki defek intraboni tertentu tidak beracun, biokompatibel dengan organisme dan tidak secara signifikan mengubah kadar kalsium dan fosfor dalam darah. Bagaimanapun, karena biokeramik sangat keras dan terdegradasi sangat lambat, biasanya perlu menggabungkannya dengan polimer yang dapat terbiodegradasi untuk mencapai hasil yang lebih baik.

Jenis implan ini digunakan untuk mendorong pemulihan tulang pada patah tulang, misalnya. Sebagai fakta yang aneh, telah diamati bahwa memasukkan biomaterial ini dengan sel punca mesenkimal dapat meningkatkan regenerasi jaringan yang lebih cepat dan lebih baik pada hewan tertentu. Seperti yang Anda lihat, biomaterial bukan hanya mineral atau senyawa, tetapi campuran unsur organik dan anorganik yang berusaha menemukan keseimbangan sempurna untuk mencapai fungsinya.

2. kristal bioaktif

Kristal bioaktif juga ideal untuk proses regeneratif tertentu pada tingkat tulang tingkat degradasinya dapat dikontrol, mereka mengeluarkan bahan ionik tertentu dengan potensi osteogenik dan mereka memiliki pertemuan afinitas yang lebih dari benar dengan jaringan tulang.. Sebagai contoh, beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa beberapa kristal bioaktif meningkatkan aktivasi osteoblas, sel-sel jaringan tulang yang mengeluarkan matriks antar sel yang memberikan kekuatan pada tulang dan Kegunaan.

• Anda mungkin tertarik pada: "12 cabang (atau bidang) Psikologi"

3. Sekrup bikortikal yang dapat diserap

Pelat dan sekrup yang dapat diserap berdasarkan asam polilaktat dan poliglikolat adalah urutan hari ini mereka semakin mengganti elemen titanium keras yang membawa begitu banyak masalah saat cedera pengelasan.

Misalnya, poliglikolat adalah bahan yang kuat dan tidak kaku yang tidak robek dan menawarkan keamanan yang baik sebagai penyangga selama penjahitan. Bahan-bahan ini jauh mengungguli titanium karena menyebabkan lebih sedikit ketidaknyamanan pasien, lebih murah, dan tidak memerlukan operasi pengangkatan.

4. tambalan biomaterial

Sampai saat ini kami telah menyebutkan biomaterial yang digunakan untuk regenerasi tulang, tetapi juga digunakan pada jaringan lunak. Misalnya, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering sedang mengembangkan tambalan alginat, berdasarkan ganggang coklat, seperti sealant terapeutik untuk mengobati infiltrasi paru-paru akibat trauma, pembedahan, atau kondisi seperti pneumonia dan fibrosis kistik.

Hasil dari teknologi ini menjanjikan, karena tambalan alginat tampaknya merespons dengan baik tekanan serupa dengan yang diberikan oleh paru-paru dan membantu regenerasi jaringan di organ-organ ini sangat penting untuk kehidupan.

5. "Perban" hidrogel untuk luka bakar

Orang yang menderita luka bakar parah mengalami penderitaan yang nyata saat perban mereka ditangani dan, lebih jauh lagi, hal ini menghambat pertumbuhan epidermis dan regenerasi jaringan. Dengan menggunakan hidrogel yang saat ini sedang dipelajari, rangkaian masalah ini bisa hilang.

Hidrogel akan bertindak sebagai film yang ideal untuk mencegah infeksi dan degradasi yang disebabkan oleh kerusakan lingkungan pada luka.. Selain itu, dapat larut dengan kecepatan prosedur terkontrol tertentu dan mengekspos lesi tanpa tekanan mekanis yang ditimbulkannya. Tanpa diragukan lagi, ini akan sangat meningkatkan masa tinggal di rumah sakit bagi pasien dengan luka bakar parah.

Ringkasan

Semua yang kami katakan kepada Anda tidak didasarkan pada dugaan dan hipotesis: banyak dari materi ini sudah digunakan saat ini, sementara yang lain sedang dikembangkan secara aktif.

Seperti yang Anda lihat, masa depan kedokteran, paling tidak, menjanjikan. Dengan penemuan dan penyempurnaan biomaterial, kemungkinan tak terbatas terbuka, dari reabsorpsi sekrup dan jahitan untuk integrasi elemen dalam jaringan yang mendorong aktivasi mekanisme penyembuhan memiliki. Tidak diragukan lagi, kenyataan lebih aneh daripada fiksi di bidang kedokteran.

Referensi bibliografi:

• Bhat, S., & Kumar, A. (2013). Biomaterial dan bioteknologi kesehatan masa depan. Biomateri, 3(3), e24717.
• Biomaterial, NIH. Dikumpulkan pada 20 Maret di https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/biomaterials
• Griffith, L. G. (2000). Biomaterial polimer. Material UU, 48(1), 263-277.
• Hubbel, J. KE. (1995). Biomaterial dalam rekayasa jaringan. Bio/teknologi, 13(6), 565-576.
• Navarro, M., Michiardi, A., Castano, O., & Planell, J. KE. (2008). Biomaterial dalam ortopedi. Jurnal antarmuka masyarakat kerajaan, 5(27), 1137-1158.
• Park, J., & Lakes, R. S. (2007). Biomaterial: pengantar. Sains & Media Bisnis Springer.
• Ratner, B. D., & Bryant, S. J. (2004). Biomaterial: di mana kita berada dan ke mana kita pergi. Tahun. Putaran. Bioma. Eng., 6, 41-75.