Impianti biomedici

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Gli impianti biomedici sono sostanze estranee all’interno del corpo umano che devono sopravvivere per lunghi anni in condizioni fisiologiche e meccaniche anche difficili.

biom2Malgrado questa difficoltà gli impianti biomedicali metallici vengono largamente usati per sostituire o ricostruire tessuti duri come le ossa dei denti. Gli impianti metallici sono particolarmente utili nelle applicazioni dove sono imposti carichi elevati in ragione della loro affidabilità meccanica, molto superiore a quello dei materiali polimerici e ceramici concorrenti dei metalli nella realizzazione di impianti biomedicali, tanto che si può affermare che circa l’80% degli impianti biomedicali correnti è realizzato in materiale metallico.

Il modulo di Young è una caratteristica che descrive la risposta di un materiale allo stress ed alla fatica. Quando il metallo di un impianto viene a contatto con tessuti originali del corpo si crea una forte disomogeneità fra materiali vicini per i valori del modulo di Young ed a questa corrisponde una caduta di biocompatibilità.

Stress_Strain_Ductile_MaterialLa ricerca è quindi centrata su nuove leghe che possano presentare valori del modulo di Young molto prossimi a quelli delle ossa. Alcuni acciai inossidabili, e alcune leghe Cu-Cr-Mo, titanio e sue leghe sono i materiali metallici più promettenti da questo punto di vista. In particolare le leghe di titanio, generalmente categorizzate in fase alfa e beta con queste ultime ancora più rispondenti, risultano promettenti con la ricerca centrata sulla individuazione di metalli liganti non tossici e non allergenici al tempo stesso capaci di abbassare il valore del modulo di Young avvicinandolo a quello delle ossa umane. Per la scelta degli alleganti possono essere invocati criteri tecnici e fisiologici (tossicità biocompatibilità). biomateriali1I metalli più idonei su questa doppia base sono niobio .tantalio e zirconio, mentre il nichel che è stato utilizzato per un certo tempo è oggi escluso per motivi collegati alle sue forti capacità allergeniche. Il modulo di Young può poi essere ulteriormente abbassato con opportuna modulazione della direzione di crescita dei cristalli o introducendo un certo grado di porosità.

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