Περιεχόμενο
Ένα βιοϋλικό είναι οποιοδήποτε υλικό που αποτελεί αναπόσπαστο μέρος ενός ζωντανού οργανισμού. Μπορούν να είναι φυσικά ή συνθετικά, και περιλαμβάνουν μέταλλα, κεραμικά και πολυμερή. Χρησιμοποιούνται κυρίως στον ιατρικό τομέα για την επισκευή ιστών, καρδιακών βαλβίδων και εμφυτευμάτων. Παρά το γεγονός ότι έχει πολλά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, κάθε υλικό επιλέγεται ανάλογα με την τελική του εφαρμογή, με τα πλεονεκτήματα να ξεπερνούν τα μειονεκτήματα.
Μέταλλο
Ο ανοξείδωτος χάλυβας, το κράμα κοβαλτίου-χρωμίου και το νικέλιο-τιτάνιο είναι τα πιο κοινά μέταλλα που χρησιμοποιούνται ως βιοϋλικά. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν αντικατάσταση οστών και αρθρώσεων, οδοντικά εμφυτεύματα και την επικάλυψη βηματοδοτών. Τα κύρια πλεονεκτήματά του είναι ότι είναι ισχυρά και ανθεκτικά στην υποβάθμιση της κόπωσης, έχουν μνήμη σχήματος και μπορούν να αποστειρωθούν πριν από τη χρήση. Το κύριο μειονέκτημά τους είναι ότι μπορούν να διαβρωθούν λόγω χημικών αντιδράσεων με τα οξέα και τα ένζυμα στο σώμα. Μπορούν επίσης να προκαλέσουν δηλητηρίαση από μεταλλικά ιόντα.
Πολυμερή
Τα πολυμερή περιλαμβάνουν κολλαγόνα, νάιλον και σιλικόνες. Χρησιμοποιούνται για επισκευή ιστών, καρδιακές βαλβίδες και εμφυτεύματα στήθους. Χρησιμοποιούνται ευρέως και μπορούν να κατασκευαστούν για να ταιριάζουν σε συγκεκριμένες λειτουργίες. Κατασκευάζονται και τροποποιούνται επίσης εύκολα, εκτός από το ότι είναι βιοαποικοδομήσιμα, κάτι που αποτελεί πλεονέκτημα και μειονέκτημα. Λόγω της εντατικής αλληλεπίδρασης με το σώμα, μπορούν να επιδεινωθούν και μπορεί να σχίσουν και να σπάσουν. Μπορούν επίσης να απορροφήσουν σημαντικά θρεπτικά συστατικά και νερό από το αίμα.
Κεραμικά
Η αλουμίνα, το ζιρκόνιο και ο πυρολυτικός άνθρακας είναι μερικά από τα κεραμικά που χρησιμοποιούνται ως βιοϋλικά, σε εφαρμογές όπως οδοντικά και ορθοπεδικά εμφυτεύματα. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι ότι είναι ισχυρά και χημικά αδρανή. Έχουν μεγάλη θλιπτική αντοχή, απαραίτητη για εμφυτεύματα οστών. Μερικά είναι επίσης βιοαποικοδομήσιμα. Η κατασκευαστική δυσκολία είναι το κύριο μειονέκτημά τους και μπορούν επίσης να ελαχιστοποιήσουν την ανάπτυξη των οστών. Μερικές φορές τα εμφυτεύματα μπορεί να χαλαρώσουν ή να απομακρυνθούν από τη θέση τους.
Ενώσεις
Τα σύνθετα υλικά περιλαμβάνουν κεραμικό-βιολογικό γυαλί, αλλομόσχευμα και ξενομόσχευμα. Χρησιμοποιούνται στη μηχανική ιστών και ως αντικαταστάσεις αρθρώσεων. Δεδομένου ότι είναι κατασκευασμένα από δύο ή περισσότερα υλικά, το τελικό προϊόν συνδυάζει τις ιδιότητες όλων των χρησιμοποιημένων υλικών. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι ότι είναι ισχυρά και ελαφριά, έχουν χαμηλή πυκνότητα και είναι ανθεκτικά στη διάβρωση. Το υψηλό κόστος που συνεπάγεται η κατασκευή του είναι το μειονέκτημά του, εκτός από το ότι δεν μπορεί να αλλάξει εύκολα το σχήμα του.
