Biomaterjalide

Biomateriaalit ovat biologisten järjestelmien kanssa vuorovaikutuksessa suunniteltuja materiaaleja, joita käytetään lääketieteen ja bioteknologian sovelluksissa. Niiden tavoite on korvata tai tukea kudoksia, parantaa lääkkeiden toimitusta sekä tarjota tuki- tai ohjausympäristö hoidoille. Keskeinen piirre on biokompatibiliteetti: materiaali ei saa aiheuttaa haitallisia vasteita tai toksisuutta elimistössä.

Biomateriaalit voidaan jakaa luonnon- ja synteettisiin aineisiin sekä bioaktiivisiin ja bioinaktiivisiin sekä biohajoaviin ja pysyviin materiaaleihin. Esimerkkejä ovat metallit kuten titaani ja sen liitokset, keraamit kuten hydroksiapatiitti, sekä polymeerit kuten PLA, PGA ja PLGA; lisäksi käytetään komposiitteja. Valinta perustuu haluttuihin mekaanisiin ominaisuuksiin, vuorovaikutukseen kudoksen kanssa ja käyttöpaineisiin.

Sovellukset kattavat ortopediset implantaatit, hammas- ja leukakirurgian implantaatit sekä kudosteknologian rakenteet. Biomateriaalit toimivat myös lääkeaineiden paikallisessa toimituksessa ja kontrolloidussa vapautumisessa sekä tukevat kudoskasvua ja regeneroitumista. Yleisessä käytössä ovat endoproteesit, nivelsiteitten ja nivelten korjaukset sekä silmä- ja muita implanttimuotoja.

Haasteita ovat potilasturvallisuus ja sääntely, infektiot, kuluminen sekä kudosvasteet. Sterilointi ja pitkäaikainen käyttö asettavat teknisiä vaatimuksia. Tulevaisuuden biomateriaalit suunnataan personoituihin implantteihin, 3D-tulostukseen, älykkäisiin pinnoitteisiin sekä regeneratiivisiin ratkaisuihin, kuten ohjattuun kudosvaurien uudelleenrakennukseen ja itseparantuvien tai hajottuvien materiaalien kehittämiseen.