Biomateriais: o que são e para que servem?

Os biomateriais são materiais, de origem natural ou sintética, que desempenham um papel-chave na medicina moderna. Podendo restaurar a função e facilitando a cura para as pessoas após ferimentos ou doenças. 

São utilizados ​​em aplicações clínicas e médicas para apoiar, melhorar ou substituir o tecido danificado ou funções biológicas específicas. Além disso, os biomateriais também podem ser definidos como dispositivos que entram em contato com os sistemas biológicos. Assim, eles são aplicados em diagnósticos, vacinas, cirurgias ou terapias.

O primeiro uso histórico de biomateriais data da Antiguidade, quando os antigos egípcios usavam suturas feitas de tendões de animais no corpo humano. Já o campo moderno dos biomateriais combina:

O primeiro uso histórico de biomateriais data da Antiguidade, quando os antigos egípcios usavam suturas feitas de tendões de animais no corpo humano. Já o campo moderno dos biomateriais combina:

• Medicina
• Biologia
• Física 
• Química 

Além das influências mais recentes da engenharia de tecidos e ciência dos materiais. Metais, cerâmicas, plástico, vidro e até células e tecidos vivos podem ser usados ​​na criação de biomateriais.

Esses novos materiais podem ser convertidos em peças moldadas ou usinadas. Além de revestimentos, fibras, filmes, espumas e tecidos para uso em produtos e dispositivos biomédicos. Isso pode incluir válvulas cardíacas, próteses de quadril, implantes dentários ou lentes de contato.

Muitas vezes eles são biodegradáveis ​​e alguns são bioabsorvíveis, o que significa que são eliminados gradualmente do corpo após cumprir uma função.

O uso de biomateriais é feito em:

• Suturas
• Placas
• Tendões
• Válvulas cardíacas
• Lentes
• Dentes
• Marca-passos
• Próteses para vasos sanguíneos
• Construção de tecido mole
• Órgãos artificiais
• Substitutos de tecidos ósseos

Qual o objetivo dos biomateriais?

Médicos, pesquisadores e bioengenheiros usam biomateriais em:

• Implantes médicos, como válvulas cardíacas, enxertos, articulações, ligamentos e tendões artificiais, implantes para perda auditiva, implantes dentários e dispositivos que estimulam os nervos;
• Métodos para promover a cicatrização de tecidos humanos, como suturas, clipes e grampos para fechamento de feridas e curativos dissolvíveis;
• Tecidos humanos regenerados. Eles são feitos a partir da combinação de suportes ou suportes de biomateriais, células e moléculas bioativas. Como hidrogel regenerador ósseo e bexiga humana desenvolvida em laboratório;
• Sondas moleculares e nanopartículas que quebram as barreiras biológicas e auxiliam na geração de imagens e terapia do câncer em nível molecular;
• Biossensores para detectar a presença e quantidade de substâncias específicas e para transmitir esses dados. Como dispositivos de monitoramento de glicose no sangue e sensores de atividade cerebral;
• Sistemas de entrega de medicamentos que transportam ou aplicam medicamentos para uma doença específica. São exemplos stents vasculares revestidos com drogas e pastilhas para o tratamento de pacientes com câncer.

Há, ainda, pesquisas que propõem novas possibilidades para o uso de biomateriais. Pesquisadores do Indian Institute of Science descreveram duas possibilidades para melhorar o controle de infecções virais.

Uma das propostas são nanopartículas baseadas em biomateriais que possam estimular as células imunológicas que produzem anticorpos durante a vacinação. Elas funcionariam como ajudantes que preparam as células. Assim, no momento em que as células verem a proteína, terão uma resposta maior, secretando mais anticorpos.

Outra parte do estudo investiga tecnologias emergentes para criar superfícies antivirais nano que poderiam se desinfetar. Essas superfícies seriam projetadas em máscaras, roupas, camas, entre outros objetos. Dessa forma, elas são criadas para danificar ou destruir um vírus.

Quais são os tipos de biomateriais?

Metais

Os metais, como aços inoxidáveis e ligas de titânio, constituem uma das matérias-primas amplamente utilizadas como componentes estruturais. Isso porque eles possuem alta resistência e boas propriedades mecânicas. Assim, os metais são utilizados como substituição, reforço ou estabilização de tecidos rígidos.

Polímeros naturais ou sintéticos

Os polímeros são de fácil fabricação e baixo custo; por isso, são uma das principais escolhas para a construção de biomateriais. Podem ser utilizados em materiais odontológicos e em cirurgias.

Os biomateriais poliméricos possuem uma baixa resistência mecânica, baixa dureza, baixa estabilidade térmica, flexibilidade, algum grau de transparência.

Cerâmica

Destacam-se reconstrução odontológica e maxilofacial como as principais aplicações dos biomateriais de cerâmica. Eles são compatíveis com tecidos rígidos, como ossos e dentes. Com eles, podem ser feitos, por exemplo, implantes dentários de cerâmica.

O futuro dos biomateriais

Para o futuro, espera-se que três tecnologias sejam potencialmente exploradas no campo dos biomateriais:

Imunomodulação

É um ajuste da resposta imune a um nível desejado. Biomateriais desse tipo podem ajudar a combater doenças crônicas generalizadas, como diabetes tipo 1. A diabetes, por sua vez, é uma doença autoimune em que a defesa do corpo destrói as células produtoras de insulina no pâncreas.

Os pesquisadores desenvolveram um biomaterial sintético injetável que reverteu o diabetes tipo 1 em ratos diabéticos não obesos. Isso pode ser um passo importante no desenvolvimento de uma nova plataforma biodegradável para ajudar a controlar os efeitos da doença.

Biomateriais injetáveis

Este tipo de biomaterial está sendo usado ​​cada vez mais para o fornecimento de agentes terapêuticos, como medicamentos, materiais genéticos e proteínas. Eles oferecem a possibilidade de tratar uma variedade de condições, fornecendo entrega direcionada, evitando a absorção pelo sistema imunológico.

O uso de biomateriais injetáveis ​​sintéticos e derivados naturalmente tem potencial para ser aplicado, no futuro em:

• Tratamentos de defeitos ósseos
• Câncer 
• Ataques cardíacos

Biomateriais supramoleculares

São complexos de moléculas que excedem os limites do que as moléculas podem fazer por conta própria. Isso significa que eles têm o potencial de sentir e responder, sendo ideais para o tratamento de lesões ou doenças.