Exercício 11: Que propriedades são esperadas para que um biomaterial seja aplicado em próteses cardiovasculares? Explique.
Passo 1
O enunciado pede que a gente identifique quais propriedades um biomaterial deve ter para ser usado em próteses cardiovasculares (válvulas, enxertos vasculares, stents etc.). Vamos abordar quatro grandes categorias de requisitos: biológico, mecânico, químico/físico-químico e de superfície/integração tecidual.
Passo 2
Biocompatibilidade e hemocompatibilidade
Um biomaterial cardiovascular não pode ser tóxico nem estimular reação imune exagerada. Por isso ele deve:
Um biomaterial cardiovascular não pode ser tóxico nem estimular reação imune exagerada. Por isso ele deve:
- Ser biocompatível, isto é, não liberar substâncias tóxicas ao meio nem causar inflamação crônica.
- Ser hemocompatível, ou seja, não provocar hemólise, ativação excessiva de plaquetas ou cascata de coagulação (não-trombogênico).
Passo 3
Propriedades mecânicas
As próteses cardiovasculares ficam sob cargas cíclicas elevadas (pressão arterial, pulsações, fluxo sanguíneo), então o material precisa:
As próteses cardiovasculares ficam sob cargas cíclicas elevadas (pressão arterial, pulsações, fluxo sanguíneo), então o material precisa:
- Ter resistência à fadiga e à fratura sob ciclos repetidos de carga.
- Apresentar módulo de elasticidade e compliance (capacidade de deformar-se) semelhante ao tecido nativo, para evitar fenômenos de “stress shielding” ou formação de bolsas pós-implantação.
- Manter integridade dimensional e resistência ao rasgo durante toda a vida útil esperada.
Passo 4
Estabilidade química e durabilidade
Dentro do corpo, o material fica imerso em plasma, íons e proteínas que podem corroer ou degradá-lo. Logo, é fundamental que ele:
Dentro do corpo, o material fica imerso em plasma, íons e proteínas que podem corroer ou degradá-lo. Logo, é fundamental que ele:
- Seja resistente à corrosão e à degradação em meio fisiológico.
- Não sofra hidrólise, oxidação ou libere íons/metabólitos tóxicos.
- Seja compatível com processos de esterilização (óxido de etileno, radiação gama, autoclave etc.) sem perda de desempenho.
Passo 5
Propriedades de superfície e integração tissular
A superfície do biomaterial controla diretamente a interação com sangue e células. Devem-se otimizar:
A superfície do biomaterial controla diretamente a interação com sangue e células. Devem-se otimizar:
- Rugosidade e hidrofobicidade/hidrofilia para diminuir adesão de proteínas pró-trombóticas.
- Potencial de endoteliização, ou seja, favorecer a cobertura por células endoteliais que formem um “revestimento vivo” não-trombogênico.
- Eventual funcionalização ou recobrimento com moléculas anti-coagulantes (heparina, óxido nítrico) ou fatores de crescimento.
Resposta
As propriedades exigidas para um biomaterial em próteses cardiovasculares são:
- Biocompatibilidade (não-tóxico, sem reação inflamatória crônica) e hemocompatibilidade (não-trombogênico, sem hemólise).
- Propriedades mecânicas adequadas (resistência à fadiga, módulo de elasticidade e compliance compatíveis com tecidos cardiovasculares).
- Estabilidade química e durabilidade (resistência à corrosão/degradação em meio fisiológico, compatibilidade com esterilização).
- Superfície otimizada (rugosidade controlada, promoção de endoteliização, possibilidade de recobrimento anti-coagulante).