BIOMATERIAIS

BIOMATERIAIS

ENGENHARIA CIVIL 2º Semestre | Materiais de construção | 2010 - 2011 Docente: Maria Isabel de Almeida Borges

Trabalho realizado por: Ricardo Raimundo nº 13453 João Bagorro nº

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INDÍCE

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Introdução

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Definição

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Classificação

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Tipos de biomateriais

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o

Metal

o

Cerâmico

o

Polímero

o

Compósito

Propriedades dos diversos biomateriais o

Metal

o

Cerâmico

o

Polímero

o

Compósito

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Corrosão e degradação

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Biopolímeros

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Conclusão

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INTRODUÇÃO Este trabalho é desenvolvido no âmbito da cadeira de Materiais de Construção e tem como tema principal os Biomateriais. Com o evoluir da ciência e a necessidade de num mundo globalizado procurar novas fontes e tipos de matérias, a área dos biomaterias é um dos campos que mais tem evoluído nos últimos anos, quer em termos das suas descobertas funcionais através da ciência, quer na sua ampla e vasta utilização em diversas especialidades, tais como a medicina e a engenharia civil. A história dos biomateriais remonta há muitos séculos atrás, nasceu com a medicina e com a necessidade da utilização de vários materiais, tais como o vidro e a madeira. Nos anos 60 começaram diversos estudos sobre engenharia dos materiais explorando esta área mas somente na década de 80 foi fundada a Sociedade dos Biomaterais, que definiu que “ Biomaterial seria qualquer substância (outra que não fármaco) ou combinação de substâncias, sintética ou natural de origem, que possa ser usada por um período de tempo”.

A multidisciplinaridade de estudos envolvidos e das inúmeras e crescentes implementações dos biomateriais na sociedade, faz deste um tema de estudo que marcará uma fase decisiva na preservação do meio ambiente, esforço apoiado na inovação e na ciência.


DEFINIÇÃO O que são biomateriais? BIOMATERIAL é todo o material (metal, cerâmico, polímero e compósito) natural ou sintético, compatível com um sistema biológico, utilizado para substituir, num todo ou somente em parte, sistemas biológicos. O estudo dos biomateriais é o resultado do estudo e do (des) envolvimento de alguns ramos da ciência, tais como:


CLASSIFICAÇÃO Os biomateriais podem ser classificados de acordo com o seu comportamento biológico (bioinertes, biotolerados, bioactivos e reabsorvíveis) e composição química (metálicos, poliméricos, compósitos e naturais). Os biomateriais podem ser classificados segundo sua resposta biológica e quanto a sua composição química. Levando-se em consideração a resposta biológica causada pelo biomaterial, podemos classificá-los em:

Bioinertes Não provocam reacções estranhas no mecanismo e estão em contacto directo com o material receptor. Exemplos: titânio, hidróxido de alumínio.

Biotolerados Geralmente envolvem o material receptor, moderando a sua coesão, e com características fibrosas. Exemplos: aço inoxidável, ligas Cr-Co e polimetilmetacrilato (PMMA).

Bioativos Há ligação directa aos materiais devido aos íons, por exemplo, o Ca+2 e/ou PO4-2, que favorecem uma ligação química com os materiais. Exemplos: metais inoxidáveis.

Reabsorviveis Lentamente

degradáveis

e

gradualmente

substituídos.

Exemplos: tintas e vernizes


TIPOS DE BIOMATERIAIS Os biomaterias podem ser metálicos, cerâmicos, poliméricos e compósitos. Exemplos de biomateriais: BIOMATERIAL

EXEMPLOS

VANTAGENS

Aço inoxidável

Metal

DESVANTAGENS

Alta resistência ao

Baixa

desgaste, energia

biocompatibilidade,

de deformação alta alta densidade, perda

Liga de Titânio

e alta força de tensão

de propriedades mecânicas

Boa Hidróxido de Alumínio

Cerâmico

Dióxido de Zircónio Carbono

Silicone Poliuretano

Polímero

Poliéster Polietileno

biocompatibilidade, inércia, alta força de tensão e resistência à compressão Fácil fabricação, baixa densidade e elasticidade Boa biocompatibilidade,

Compósito

Colágenio

inércia, alta força

Fosfato de Cálcio

de tensão e resistência à

Baixa força de tensão, baixa elasticidade e alta densidade

Baixa resistência mecânica, degradação ao longo do tempo

Incompatibilidade com as matérias de fabricação

tensão


PROPRIEDADES DOS BIOMATERIAIS Metais Neste caso, os biomateriais costumam sempre vir em forma de ligas, a combinação de dois ou mais elementos, dos quais pelo menos um é metal. Os biomaterias metálicos possuem alta condutividade térmica e eléctrica, resistência à tracção, à fractura, à fadiga, à abrasão, alta tenacidade, dureza, resistência, elasticidade e ductilidade.

Polímeros São compostos químicos orgânicos que resultam da ligação de diversos elementos químicos. Tem por característica serem degradáveis ao longo do tempo, que varia conforme cada combinação dos diversos elementos químicos. Os polímeros podem ser sintéticos ou naturais. Os sintéticos são obtidos através de adição, reacção e condensação dos diversos elementos. Os naturais são obtidos na natureza, como é o caso da nitrocelulose e do látex.

Cerâmicos Os biomateriais cerâmicos são compostos de materiais inorgânicos, compostos por elementos metálicos e não-metálicos. De baixa condutividade térmica, de considerável dureza e de boa estabilidade química.


Compósitos São materiais sólidos, de dois ou mais componentes que diferem na sua composição e estrutura do material. Esta combinação de propriedades apresenta um grande leque de possibilidades a cada junção de cada proporção dos vários componentes.

CORROSÃO E DEGRADAÇÃO A resistência à corrosão e degradação está intimamente relacionada com a boa qualidade e comportamento do mecanismo implantado, tornando-se necessário um bom conhecimento das suas características e consequências do uso a longo prazo, assim como resposta do material ao mesmo, que depende da avaliação do desempenho desse material destas duas vertentes. A avaliação do material é determinante, uma vez que Estes estudos são realizados em condições que simulam ambientes fisiológicos a partir das quais é possível avaliar o seu desempenho, nomeadamente face à corrosão.


BIOPOLÍMEROS Biopolímeros

são

materiais

poliméricos

classificados

estruturalmente como polissacarídeos, poliésteres ou poliamidas. A matéria-prima principal para a sua manufactura é uma fonte renovável de carbono, geralmente um carboidrato derivado de plantios comerciais de larga escala como cana-de-açúcar, milho, batata, trigo e beterraba; ou óleo vegetal extraído de soja, girassol, palma ou outra planta óleaginosa. Dentre os materiais que reúnem características termoplásticas e biodegradáveis, têm sido estudados e produzidos comercialmente os: polilactatos, polihidroxialcanoatos (PHAs), poliglicolato, poli-e-caprolactona (PCL) e álcool polivinílico (PVOH). 

O crescimento anual dos biopolímeros tem sido maior do que 20%

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Potencial estimado de substituição é de 90% do total de plásticos por biopolímeros

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O potencial de mercado teórico para biopolímeros na Europa pode atingir a magnitude de 5 milhões de tons em 2020

O interesse e posicionamento estratégico de vários Países e Empresas em Biotecnologia justifica-se pelo potencial de soluções sustentáveis na produção futura de alimentos, matérias-primas e energia renováveis


CONCLUSÃO Prevê-se que nas próximas décadas e séculos o ramo dos biomateriais viverá a sua época de maior expansão em todas as áreas. No caso da construção é latente que a procura de novas soluções construtivas tem evoluído em sentido positivo na procura de melhor soluções construtivas e/ou energéticas. Uma das particularidades do estudo deste ramo dos materiais é o grande número de ciências envolvidas e as diversas e possíveis aplicações de usabilidade dos biomateriais, portanto, a interconexão de diversos ramos, proporciona variadas soluções aos diversos interessados na utilização do biomaterial.

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BIBLIOGRAFIA BIOMATERIAIS – Um conceito de futuro! 

http://biomateriais.net

BIOMATERIAL 

http://www.biomaterial.com.br/

Biomateriais - Integrando o Conhecimento 

http://www.biomateriais.com.br/

SCRIBDD – BIOMATERIAIS 

http://pt.scribd.com/doc/37920431/BIOMATERIAIS

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