Biomateriaaleina

Biomateriaaleina tarkoittaa materiaaleja, joita suunnitellaan ja käytetään vuorovaikutuksessa biologisten järjestelmien kanssa lääketieteellisissä sovelluksissa. Niiden tavoitteena on korvata tai tukea vaurioitunutta kudosta, ohjaa paranemista ja toimittaa lääkkeitä tai mekanista tukea kehon toiminnalle. Biomateriaalit voivat olla implantti- tai kudosrakennetarkoituksessa käytettäviä sekä erilaisten laitteiden komponentteja.

Ominaisuuksiltaan biomateriaalien on oltava biokompatibiliteettisia, eli ne eivät saa aiheuttaa kohtuutonta kudosreaktiota. Lisäksi niiden on vastattava kohde- kudoksen mekaanisia tarpeita, oltava stabiileja sterilointiprosesseissa ja käytössä sekä mahdollisesti ohjattava biologista reaktiota tai hajoa oikea-aikaisesti, jos kyse on biohajoavista materiaaleista. Yleisiä tavoitteita ovat sekä pitkäaikainen turvallisuus että tekniikan toteutettavuus.

Materiaalityyppejä on useita: metalliset materiaalit kuten titaani ja sen seokset sekä kromi-koboltti-tyyppiset alloyt, keraamit kuten hydroksialuosi- ja zirkoniamateriaalit, sekä polymeerit kuten UHMWPE, PLA ja PLGA. Biomateriaaleissa käytetään myös bioaktiivisia lasit ja monimutkaisia komposiitteja sekä luonnonmateriaaleja kuten kollageenia tai chitosania, joita voidaan muokata kudoskasvun tukemiseksi.

Sovellukset kattavat ortopediset implantaatit, hammasimplantaatit, stentit sekä lääkkeiden tai kasvutekijöiden toimitus. Kehitys painottuu kudosrakenteiden rakentamiseen ja regeneratiiviseen lääketieteeseen sekä pinnan muokkaukseen, esimerkiksi parantamaan luun kiinnittymistä ja vähentämään tulehdusriskiä.

Sääntely ja arviointi kulkevat biologisen turvallisuuden ja kliinisen näyttöjen varassa. Materiaalivalinnat vaativat prekliinisiä ja kliinisiä testauksia sekä standardien, kuten ISO/ASTM-vaatimusten, täyttämistä. Turvallisuus, pitkäaikaiskäytön vaikutukset ja ympäristövaikutukset ovat keskeisiä huomioita.