بیومتریال

زیست ماده یا بیومتریال ( به انگلیسی: Biomaterial ) به ماده ای با منشأ مصنوعی یا طبیعی گفته می شود، که به منظور بهبود، درمان، التیام یا جایگزینی بافت موجودات زنده به کار می رود.
زیست مواد به عنوان یک علم حدود ۵۰ سال است که مطرح شده است. علم بیومتریال شامل مباحثی از علوم پزشکی، زیست شناسی، شیمی، مهندسی بافت و علم مواد می شود.
توجه کنید که زیست ماده با ماده بیولوژیکی فرق دارد، همانند استخوان که در یک دستگاه زیستی ساخته می شود.
بیومتریال ها می توانند از طبیعت گرفته شوند یا در آزمایشگاه ها به وسیله به کار بردن آلیاژهای فلزی، سرامیک ها، پلیمرها و کامپوزیت ها با روش های شیمیایی گسترده ساخته شوند، آن ها غالباً برای اقدام های پزشکی استفاده می شوند یا ساخته می شوند و بدین ترتیب شامل یک قسمت یا کل یک ساختار زنده یا یک ابزار پزشکی هستند که یک کارکرد طبیعی را انجام بدهد، تکمیل کند یا جایگزین آن شود.
بعضی از کارکردها شاید ظریف باشند، مانند استفاده شدن در دریچهٔ قلب، یا شاید زیست فعال باشند با تعامل کاربردی بیشتر مثل هیدروکسی آپاتیت که ایمپلنت های مفصل ران را پوشش می دهد. بیومدیکال ها هم چنین هرروزه در سازه های دندانی، جراحی و دارورسانی استفاده می شوند. به طور مثال یک سازهٔ آغشته به محصولات دارویی می تواند در یک بدن جای بگیرد، که اجازه می دهد این دارو مدت جذب بیشتری داشته باشد و در مدت زمان طولانی تری جذب شود.
انتخاب مواد صحیح برای کاشت و پیوند در بدن انسان، یکی از حساس ترین و مشکل ترین عملیات است.
به طور کلی بیومواد باید دارای خصوصیات زیر باشند:
• از نظر شیمیایی خنثی باشند.
• اثر سوء بر بافت های مجاور نداشته باشند.
• طول عمر آن ها زیاد باشد.
• استحکام خستگی بالا داشته باشند.
• بر فرایندهای متابولیسم آزاد بدن تأثیر مخرب نداشته باشند.
عوامل فوق «فاکتورهای سازگاری زیستی» نامیده می شوند. [ ۱] [ ۲]
کانی سازی زیستی به وسیلهٔ موجودات زنده ای که مواد معدنی تولید می کنند انجام می پذیرد، [ ۳] اغلب برای سفت یا سخت کردن بافت های موجود در بدن. بعضی از این بافت ها کان بافت نامیده می شوند.
این یک پدیدهٔ به شدت گسترده است؛ تمام شش طبقه بندی قلمروها شامل اعضایی می شوند که قادرند مواد معدنی تولید کنند و بیشتر از ۶۰ نوع مواد معدنی متفاوت در موجودات شناخته شده است. مثال ها شامل سیلیکات ها در جلبک ها و دیاتوم ها، کربنات ها در بی مهرگان و کلسیم فسفات ها و کربنات ها در مهره داران است. [ ۴] [ ۵] [ ۶] این مواد طبیعی معمولاً ساختار ظاهری را شکل می بخشند، مانند صدف ها و استخوان ها در پرندگان و پستانداران. موجودات زنده بیش از ۵۵۰ میلیون سال است که اسکلت معدنی تشکیل می دهند. مثال های دیگر مانند کانسار یا ته نشین های مس، طلا و آهن است که شامل باکتری می شود. مواد معدنی بیولوژیک غالباً استفاده های خاصی مانند سنسورهای مغناطیسی در باکتری های مغناطیسی دارند، دستگاه های احساس جاذبه و ذخیرهٔ آهن و تحرک. انتخاب بیومواد تمام موادی که در پزشکی برای کاشتن یا مصرف به کار می روند، از جنس فلزات، پلیمرها، سرامیک ها و کامپوزیت ها یا ترکیبی از مواد مذکور می باشند. جایگزینی بافت با مواد مصنوعی از طریق انتخاب ماده ای که خواص فیزیکی - مکانیکی آن بسیار شبیه و نزدیک به بافت طبیعی است، به انجام می رسد. برای کاربردهایی در رابطه با بافت نرم ( پوست، زردپی، بند یا رباط، پستان، چشم، سیستم عضلانی و صورت ) بسپارهای طبیعی یا مصنوعی برای جایگزینی بافت صدمه دیده استفاده می شود. فلزات، سرامیک ها و کامپوزیت ها به طور گسترده ای برای جایگزینی یا تقویت و مستحکم سازی دندان و استخوان به کار می رود. ضریب کشسانی و استحکام بافت های نرم معمولاً کمتر از ۱۰۰ مگا پاسکال است؛ بنابراین پلیمرها با داشتن استحکام مشابه و استحکام کشسانی کمی بالاتر متداولترین ماده برای جایگزینی این نوع بافت ها به شمار می آیند. برعکس استخوان دارای استحکام کششی بالاتری است و ضریب کشسانی آن خیلی بیشتر از ضریب کشسانی بافت نرم می باشد. از آنجا که پلیمرها دارای ضریب کشسانی حدود ۱۰ گیگا پاسکال نمی باشند آلیاژهای فلزی، سرامیک ها و کامپوزیت های تقویت شده با رشته برای جایگزینی استخوان مصرف می شوند.