Et biomateriale (ikke å forveksle med et miljømateriale ) er ifølge European Society of Biomaterials definert som "materiale designet for å samhandle med biologiske systemer, enten det deltar i konstitusjonen av en enhet for diagnostiske formål eller i en vev eller organsubstitutt eller til og med det for en funksjonell erstatningsenhet (eller assistanse) ”(Chester Conferences (Storbritannia), 1986 og 1991). Det kan således betraktes som ethvert materiale som brukes til å erstatte en kroppsdel eller en funksjon på en sikker og pålitelig måte, akseptabelt fra et økonomisk og fysiologisk synspunkt.
Vitenskapen om biomaterialer er et felt innen materialvitenskap .
Begrepet biomaterialer er polysemøst, det er forskjellige definisjoner. En definisjon som ofte aksepteres innen biologi og medisin er:
“ Alt materiale, naturlig eller ikke, omfattende hele eller deler av en levende struktur eller et biomedisinsk apparat som utfører eller erstatter en naturlig funksjon. "I 1987 definerte Williams et biomateriale som:
“Et ikke-levedyktig materiale brukt i medisinsk utstyr, ment å samhandle med biologiske systemer. "
Et biomateriale er i utgangspunktet et materiale som brukes og tilpasses medisinske applikasjoner. Det kan være bioinerte, med hovedrollen å erstatte en eller flere funksjoner i et organ - for eksempel erstatning av hjertets ventiler - men de kan også være bioaktive, i stand til å ha en sterk interaksjon med miljøet de er i implantert - som belegg av hofteproteser med et lag av hydroksyapatitt (mineral del av beinet) som forbedrer biokompatibiliteten og integrasjonen av implantatet i beinstedet. Videre brukes biomaterialer også i applikasjoner for tannlegebehandling , kirurgi og medikamenter (takket være verktøy introdusert i kroppen og tillater levering av medisinske stoffer på langvarig måte).
Definisjonen av et biomateriale inkluderer ikke bare kunstige biomaterialer som er konstruert av metaller eller keramikk . Et biomateriale kan også være et autograft , allograft eller xenograft som brukes som en transplantasjon av materialer.
Biomaterialer har flere medisinske eller paremedisinske applikasjoner, inkludert:
Til tross for fremskritt innen forskning, er det ofte problemer med biokompatibilitet som må løses før disse produktene kan begynne å markedsføres og brukes klinisk. Dette er grunnen til at biomaterialer ofte er underlagt de samme kravene som nye legemiddelterapier. Alle selskaper i feltet er også underlagt sporbarhetskrav for alle sine produkter. Hvis feil maskinvare blir funnet, vil også andre i samme område bli sjekket.
Mange parametere må tas i betraktning for at disse materialene skal være så biokompatible som mulig med kroppen og dens funksjoner. De testes in vitro og in vivo før de tas i bruk, det viktigste er at in vitro, som er den essensielle forutsetningen for validering av et bestemt biomateriale.
Det mest brukte er rustfritt stål og titan , som kombinerer god korrosjonsbestandighet og gode mekaniske egenskaper. Det er imidlertid noen problemer på grunn av disse materialene som fremdeles er dårlig løst. Blant disse kan vi telle:
Når det gjelder biomaterialer, er de vanligste materialene aluminiumoksyd og zirkoniumoksid . De brukes hovedsakelig i hoftehoder og til tannimplantater. De viktigste problemene med keramikk er:
Det er mange polymere materialer som brukes i biomaterialer. De to hovedtrender i bruken av disse materialene gjelder:
Det er flere problemer med påføring av polymerer i den biomedisinske sektoren og ikke bare som følge av kompatibiliteten med kroppen:
Polymerer, på grunn av deres gjentakelsesbaserte molekylære konstruksjon, er kandidater for utvikling av sofistikerte permanente eller midlertidige proteser eller for erstatning av for tiden naturlig forekommende materialer.
Forskere bruker også materialer av naturlig opprinnelse til å lage biomaterialer. Blant alle disse materialene er de vanligste:
Med det mål å forlenge menneskekroppens levetid er biomaterialet det alternativet som legene vurderer mest alvorlig. Dette felt av materialvitenskap er i stadig utvikling, det krever kontinuerlig opplæring av spesialister som har både stor kunnskap om menneskekroppen og dens krav, men også en veldig god kunnskap om materialer. Feltet biomedisinsk vitenskap er derfor et felt som kravene vil bli mer og mer viktige for i løpet av å øke menneskets levetid.
For tiden jobber flere laboratorier i felten på fransk territorium, vi kan telle blant dem: