Como usar metais em aplicações biomédicas

Introdução

Os metais formam uma parte central dos dispositivos biomédicos. Sua resistência, durabilidade e biocompatibilidade os tornam adequados para muitos usos. Examinaremos alguns metais comuns, descreveremos a estrutura e as propriedades desses metais e falaremos sobre as aplicações em dispositivos biomédicos.

Metais comuns para dispositivos biomédicos

Aqui está uma visão geral concisa dos metais comuns usados em dispositivos biomédicos.

Estrutura e propriedades do metal

A composição de um metal define o seu desempenho. A maioria dos metais tem uma estrutura cristalina que determina o grau de dureza, resistência e resistência ao estresse. O aço inoxidável, composto de ferro, cromo e níquel, é adequado devido à sua estrutura de grãos. O titânio tem uma estrutura hexagonal compactada em temperatura ambiente e apresenta resistência ao escoamento de 780 a 1100 MPa, enquanto as ligas de cobalto-cromo podem atingir mais de 1200 MPa - ideal para aplicações que suportam tensão, como implantes.

A resistência à corrosão é vital, especialmente dentro do corpo. O titânio forma um revestimento de óxido estável que oferece proteção contra fluidos salinos, e o aço inoxidável depende de um revestimento passivo de cromo. Os tratamentos de superfície, como passivação e anodização, também aumentam a durabilidade.

A dureza também é importante. As ligas de cobalto-cromo são duráveis, resistentes ao desgaste e com baixo atrito, enquanto o titânio é caracterizado por ser altamente biocompatível e possuir uma taxa extremamente baixa de reação alérgica. A escolha do metal depende do equilíbrio entre a resistência, a estabilidade e a resposta do corpo.

Aplicações biomédicas dos metais

Os metais desempenham funções importantes em dispositivos médicos temporários e também permanentes. Dispositivos ortopédicos, inclusive substituições de articulações e implantes ósseos, são produzidos com ligas de cobalto-cromo e titânio devido à sua resistência e biocompatibilidade. Os implantes dentários também são usados com frequência com titânio, pois ele se integra naturalmente ao osso por meio da osseointegração.

O aço inoxidável e as ligas de cobalto-cromo são usados em cardiologia para stents e válvulas cardíacas, pois têm durabilidade permanente por estresse a longo prazo. Os metais do grupo da platina são mais adequados para eletrodos de marca-passos e neuroestimuladores devido à sua estabilidade química.

Os metais também possibilitam o uso de máquinas de diagnóstico - as máquinas de ressonância magnética dependem de componentes metálicos muito precisos e os filmes metálicos finos são usados por implantes em microescala para detecção. A seleção de metais baseia-se na estrutura, na força e na resistência à corrosão, e a pesquisa aprimora ainda mais as ligas para implantes ainda mais seguros e uniformes.

Conclusão

Os melhores metais foram identificados para usos específicos, como aço inoxidável, titânio, cobalto-cromo e metais do grupo da platina. Sua estrutura e propriedades determinam o sucesso dos dispositivos biomédicos. Implantes de metal, acessórios odontológicos, válvulas cardíacas e stents são apenas alguns exemplos.

Perguntas frequentes

F: Qual é o melhor metal para implantes dentários?
P: O titânio é geralmente preferido para implantes odontológicos devido à sua resistência e excelente biocompatibilidade.

F: Como os metais resistem à corrosão dentro do corpo?
P: Os metais formam camadas protetoras de óxido ou filmes passivos que ajudam a resistir à corrosão em fluidos corporais.

F: As ligas de cobalto-cromo são confiáveis para substituições de articulações?
P: Sim, as ligas de cobalto-cromo oferecem alta força e resistência ao desgaste, o que as torna ideais para substituições de articulações.