کامپوزیت در بیو متریال

اگر چه استفاده از مواد فلزی پر مدول برای نگهداری و محکم ساختن استخوان های داخلی موفقیت آمیز بوده است زمینه برای توسعه مواد پلیمری غیر جاذب در این خصوص وجود دارد . یک گروه از کامپوزیت ها که تا کنون بررسی شده است کامپوزیت های بر پایه پلی استر ها یا پلی ارتو استرهای تقویت شده با الیاف آلی یا کلسیم یا کلسیم / سدیم می باشد . به عنوان مثال Poly – L - Lactide تقویت شده با الیاف پلی گلیلولید افزایش زیادی در استحکام و صلبیت نشان می دهد . مثال دیگر کامپوزیت پلی لاکتیک تقویت شده با الیاف غیر آلی کلسیم فسفات می باشد . لازم به ذکر است استفاده از این مواد هنوز در مرحله توسعه می باشد

ترمیم استخوان شکسته

استخوان از آنجا که خواصش تابع جهات می باشد یک ماده آن ایزوتروپیک به شمار می رود . استخوان کلا در کشش و برش بویژه در امتداد صفحه طولی ضعیف است . تحت بارگذاری اضافی یا ضربه استخوان می شکند , بسته به اندازه ترک , جهت , مرفولوژی و محل ترک انواع شکست را در استخوان خواهیم داشت .
شکست های استخوان به طرق گوناگونی تحت عمل و مداوا قرار می کیرند که این روش ها را می توان به دو نوع فیکسالسیون ( تثبیت ) داخلی و خارجی دسته بندی نمود .
در فیکسالسیون خارجی به واز کرذن محل شکست نیازی نیست در صورتیکه در فیکسالسیون داخلی به این عمل نیاز می باشد . در فیکسالسیون خارجی قطعات استخوان به کمک وسایل گونگون نظیر نوارها و قالبها یا بریسها و سایر سیستمهای تثبیت کننده خارجی در کنار هم نگه داشت .مواد قالبی یا بانداژهای پلاستری در ساخت نوارها , قالب ها یا بریس ها مورد استفاده قرار می گیرند .

امروزه محققان به منظور استخوان سازی بهتر پیچهای کامپوزیتی از جنس کربن / C4 و CF/PEEK نیز تولیدنموده اند.به این ترتیب با بکارگیری پلیت ها و پیچهای کامپوزیتی پلیمری  , مشکل خوردگی که در پیچ و پلیت های فلزی دیده میشود دیگر وجود نخواهد داشت  علاوه بر این کاشت های فلزی ، تستهای پس از عمل که یا به کمک اشعه ایکس و یا بصورت روش های ترموگرافی کامپیوتری و تصویر برداری ، رزونانس مغناطیسی صورت می گیرند را بخاطر انعکاس امواج و ایجاد محصولات نامطلوب مشکل می سازند . برای رفع چنین مشکلاتی دو محقق با نام های برانتیگان و چیاتپا قفس هایی از جنس کامپوزیتهای CF/PEEK و CF/PS ساختند                                                                                                           
- « جایگزینهای مفاصل » :

مفاصل به بدن و قسمت های مختلف آن امکان حرکت می دهند .
روش جراحی آزتوپلاستی یک روش جراحی مناسب برای تشخیص و تخفیف دردهای مفصلی می باشد . امروزه از آرتوپلاستی جایگزین کل مفصل بعنوان یک موفقیت بزرگ در جراحی ارتوپدیک یاد می شود . مشخص شده که در ساقه های فلزی شل شدگی پروتز و از کار افتادگی احتمالی می تواند از طریق طراحی دقیق تر پروتز و با استفاده از یک ماده با سفتی کمتر و با خواص مکانیک مشابه با استخوان کاهش می یابد . با این وجود و بخاطر نیاز به استحکام بالا در پروتز لگن ، مواد مناسب برای این کاشت ها بسیار محدود هستند . خوشبختانه کامپوزیتهای پلیمری پیشرفته می توانند استحکامی قابل مقایسه با فلزات را ایجاد کنند . در این راستا امروزه محققین ساقه های کامپوزیتی CF/C و CF/PC را عرضه نموده اند مشخص شده که در این کاشت ها به نسبت کاشتهای معمولی با سفتی بالا ، جوش خوردگی و اتصال سریع به استخوان وجود دارد .آنالیزهای الحان محدود و تست های INVITRO نشان داده اند که در مقایسه با ساخته های فلزی در ساقه های کامپوزیتی سطح مناسب تربی از تنش ها و دفرماسیون ایجاد می گردد .

- « کاربردهای دندانی » :
تمامی دندانها از دو بخش ساخته شدهاند ، تاج و ریشه ، که با لثه از هم متمایز می شوند . ریشه در یک حفره به نام آل دئولوس ، در استخوان هایی ماندیبولار ( فک پایین ) و ماگزیلاری ( فک بالا ) قرار می گیرد . دندان ها با یک لایه سطحی نازک از مینای دندان که به شدت مینرالی می باشد ( 190% پوشانده می شوند . نمک های کلسیم لایه مینا بصورت بلورهای ریزی در جهت عمود بر سطح چیده شده اند و عاج دندان را مورد حمایت قرار می دهند . عاج یک بافت تقریباً نرم می باشد که از یکسری لوله های ریز پر از مایعی که به داخل محفظه پالپ ( مغز دندان ) کشده می شوند ، برخوردار است . محفظه پالپ عصب را در خود دارد که این عصب در ادامه به ریشه مرکز دندان کشده می شود. مواد ترمیمی دندان همانطور که از نامش بر می آیاد برای پر کردن حفرات دندان ها و برخی اوقات پوشاندن بی رنگی ها یا تصحیح طرح و تنظیم شکل عیوب به کار می روند . آمالگام ، طلا ، آلومینا ، زیرکونیا ، رزین های اکرلیک و سیمان های لیلیکاتی متداولاً‌ برای ترمیم دندانهای پوسیده مورد استفاده قرار می گیرد . آمالگام و طلا عمدتاً در ترمیم دندانهای خلفی به کار می روند و بخاطر نازیبایی در دندانهای جلویی به کار نمی روند .
امروزه کامپوزیتهای ترمیمی دندانی با ضریب شکستگی ( انکسارتور ) معادل مینای دندان جایگزین این مواد گردیده اند و بطور راپچی برای ترمیم دندان های خلفی و همچنین دندانهای قدامی ( جلویی ) بکار می روند . این ترمیم ها در برابر تمرکزهای موضعی – بارگذاری خستگی چرخه ای ، سایش و فرایند های تخریب شیمیایی که ممکن است در تمامی نواحی محیط دهان صورت گیرند مقاومت می کنند