Alumina como um biomaterial ortopédico - características, propriedades, desempenho e aplicações

Esqueleto com implantes de alumina pintados de vermelho.

A biocerâmica de alumina com pureza elevada foi desenvolvida como uma alternativa às ligas metálicas para o prótese total de quadril e implantes dentários. A dureza elevada, o coeficiente baixo da fricção e a resistência à corrosão excelente da alumina oferecem uma taxa muito baixa de desgaste nas superfícies de articulações em aplicações ortopédicas.

A alumina de aplicação médica tem muito baixa concentração de aditivos sinterizados (<0.5 wt.%), tamanho de grão muito pequeno (<7 µm) e uma distribuição de tamanho de grão estreita. Tal como uma microstrutura é capaz de inibir a fadiga estática e o crescimento de pequenas rachaduras enquanto que a cerâmica tem baixa carga. O tamanho do grão comum das aluminas médicas atuais é de 1.4 µm, e a superfície final normalmente é controlada pela aspereza menor que 0.02 µm. Porém, com menor superfície modificada ou usada diretamente na áreas articulares, a alumina tem uma limitação fundamental como um material de implante, como outros biomateriais “inertes”, apresenta baixa aderência à membrana fibrosa que deve desenvolver na interface. Em certas circunstâncias, pode ocorrer falhas interfaciais, podendo se desprender, como foi observado em alguns implantes dentários.

A alumina é atualmente usada para implantes ortopédicos e implantes dentários, e têm a habilidade de ser polida para melhorar a superfície e melhoras a dureza. Tem sido utilizada em artroplastias total de quadril, como cabeça femural gerando em partículas polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE).

Desde a década de 70 mais de 2,5 milhão de cabeças femurais e quase 100.000 implantes foram feitos pelo mundo. E o mais importante que os implantes de alumina foram monitorados pela FDA. Outras aplicações para o alumina abrangem os revestimentos porosos para hastes femurais, espaçadores porosos da alumina (especificamente na cirurgia da revisão), próteses do joelho e no passado como cristais policristalinos e em aplicações dentárias como implantes.

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