Biomateriais

Introdução

Desde os primórdios da civilização humana, o homem convive com os riscos que o meio em que vive e as atividades que desempenha oferecem à integridade do corpo. Das lesões mais sutis até as de maior gravidade, fossem causadas por doenças ou acidentes, durante a caça na pré-história ou durante o trabalho na contemporaneidade, a humanidade sempre teve a preocupação de buscar maneiras de restaurar as perdas e minimizar os danos que fossem infligidos à sua ferramenta mais preciosa, seu corpo. Entre estas maneiras, está a utilização de recursos como curativos, enxertos e próteses, cujos materiais a serem usados precisam ser concebidos de forma que se adéquem ao corpo humano, sem que haja risco de ampliar os problemas existentes. Essa busca está ligada ao estudo e produção dos chamados biomateriais.

Biomateriais são segundo a Conferência do Instituto de Desenvolvimento de Consenso em Saúde: toda substância ou combinação de substâncias, sintética ou natural de origem, que possa ser usada por um período de tempo, completa ou parcialmente como parte de um sistema que trate, aumente ou substitua qualquer tecido, órgão ou função do corpo. Sua função pode ser protésica, diagnóstica ou terapêutica e seu uso procura proporcionar qualidade de vida, aumentando sua longevidade. Também são aplicados, em menor escala, em estudos e técnicas de análise bioquímicas (como por exemplo, na constituição de alguns tipos de filtros).

Civilizações antigas, como os egípcios e os romanos procuraram utilizar materiais diversos, entre eles a madeira, o marfim e o ouro como reposição para membros perdidos e sustentação para ossos e membros avariados. Com o passar do tempo, verificou-se a necessidade de estudar materiais que fossem assimilados com mais eficiência pelo corpo humano. Assim como se compreendeu que tais materiais poderiam ser utilizados não apenas como próteses, mas como instrumentos diversos que a medicina poderia utilizar na recuperação e tratamento de pacientes. Os biomateriais precisam ter sua composição apropriada para a inserção no corpo e suas propriedades, limitações e custo avaliados de acordo com o que sua função exige. São estes alguns dos fatores estudados pela engenharia de tecidos e pela Biomimética.

O estudo dos biomateriais é acima de tudo uma busca pela melhoria da saúde humana, pelo aprimoramento das capacidades do homem e pelo rompimento das limitações físicas que cercam a espécie e que vem sendo aprofundado ao longo dos anos, tornando-se fundamental no contexto atual da humanidade.

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1. BIOMATERIAIS

Há mais de um século, vários pesquisadores vêm analisando materiais com características que sejam apropriadas para fins de restauração e substituição dos tecidos ósseos do corpo humano, assim surgiram-se então diversas definições que foram modificadas ao longo dos anos por diferentes autores [1]. A citação descrita em “Definições de Biomateriais” da Conferência de Consenso da Sociedade Europeia de Biomateriais que aconteceu em Chester na Inglaterra de 03 a 05 de Março de 1986 define:

“Biomateriais são materiais que consistem nos tratamentos do sistema biológico, composto por substâncias naturais ou artificiais que são toleradas, de forma transitória ou permanente pelos diversos tecidos dos organismos dos seres vivos [2]”.

Esses materiais são usados para fins terapêuticos ou diagnósticos, suas reações com os tecidos orgânicos podem ser definitivas ou provisórias e tem um período de tempo suficiente para atingir os objetivos da sua utilização, que por sua vez consistem em conservar ou restituir a saúde do individuo, eles são utilizados em sistemas que trata, restaura ou substitui qualquer tecido, órgão ou funções dos organismos [2], ou ainda podem agir como um material não biológico utilizado em dispositivos médicos com a intenção de interagir com o sistema biológico de forma segura, confiável, econômica e fisiologicamente aceitável [3].

2. HISTÓRIA

Desde a antiguidade os homens utilizam materiais para substituir partes do corpo humano. Há históricos que os biomateriais são tão antigos quanto aos homens. Registros mostram de sua utilização a cerca de 4.000 a.C. referentes a materiais de sutura. Também há registros de que os egípcios usaram placas metálicas para o reparo em lesões cranianas e membros artificiais. Esta prática também era conhecida desde a época do império romano até a idade média [7].

Os primeiros implantes foram sentenciados ao fracasso já que não eram conhecidos os conceitos relativos à infecção, materiais e reação biológica. Em 1775 houve a primeira fixação de ossos fraturados com fios de ferro, causando controvérsias a respeito da reação dos tecidos ao implante. A infecção era o principal problema causado por este tipo de substituição dos membros do corpo humano. Em 1829 J. Levert estudou a tolerância dos tecidos aos fios de vários tipos e concluiu que o fio de platina era, na época, entre os materiais disponíveis, o que era mais bem aceito pelo organismo [7].

Em1880, J.Lister suturou patelas fraturadas usando fios de prata e com auxílio da cirurgia "antisséptica", conseguiu um quadro pós-operatório sem infecção. Deste dia em diante entrou-se na era moderna da cirurgia asséptica, podendo-se distinguir entre a reação dos tecidos por causa do implante e a inflamação devido à infecção. Infecção não causada pelo implante, mas sim pela cirurgia [7].

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Em 1886, H. Hansmann relatou o uso de placas de metal e parafusos para fixação de ossos fraturados. Por volta de 1900 na Alemanha, pregos de ferros chapeados de ouro começaram a ser utilizados. Depois de tentar metais nobres, A. Lambotte recomendou o mesmo material para fazer implantes com resistência adequada tanto quanto com biocompatibilidade - embora o termo biocompatibilidade ainda não tenha sido criado, ele estava procurando materiais resistentes à corrosão. Pelo termo biocompatibilidade implica-se a uma tolerância mútua entre o implante e o hospedeiro. O implante não deve corroer ou degradar e o hospedeiro não deve ser afetado pelo implante [7].

A primeira tentativa séria de se avaliar a biocompatibilidade, era o começo da ciência de biomateriais moderna, foi em 1924 quando A. A. Zierold relatou seu estudo de metais em cachorro. No período da 2ª Guerra Mundial, avanços incontestáveis aconteceram em diversas áreas, em relação à biocompatibilidade. Constatou-se, por exemplo, que as ligas de cromo-cobalto-molibdênio, tântalo e titânio eram compatíveis aos tecidos. Em 1947, Charles S. Venable e Waltes G. Stuck relataram seus resultados em uma liga de cromo-cobalto-molibdênio, chamada vitallium, para uso dental, concluindo que a liga era resistente à corrosão e biologicamente bem tolerado [7].