Quimica bioinorganica. lennys

5,056 views

Published on

Quimica bioinorganica.
Este trabajo constituye un acercamiento a la nueva e innovadora area investigativa situada en lo que historicamente se ha conocido como la frontera entre la quimica inorganica y las ciencias biologicas.+


















Las aplicaciones que hoy dia tiene la quimica inorganica en el area de las ciencias biologicas estra enfocada al area de la medicina.

0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
5,056
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
14
Actions
Shares
0
Downloads
153
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Quimica bioinorganica. lennys

  1. 1. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR INSTITUTO PEDAGÓGICO LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROASUBDIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y POSTGRADO MAESTRÍA EN EDUCACIÓN MENCIÓN ENSEÑANZA DE LA QUÍMICALA QUÍMICA ORGÁNICA DE LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS. QUÍMICA BIOINORGÁNICA, BIOMATERIALES. AUTOR(AS): ANA SIBIRA. LENNYS NIEVES CURSO: TÓPICOS DE QUÍMICA INORGÁNICA. BARQUISIMETO, JUNIO DE 2.012.
  2. 2. QUÍMICA BIOINORGÁNICA BIOINORGÁNICA Bio. Inorgánico. Vida Carente de vidaLa Química Bioinorgánica puede ser definida como la ciencia quetrata del estudio de la reactividad química de los elementos ycompuestos inorgánicos en los sistemas biológicos. Perez, J, 2.009
  3. 3. QUÍMICA BIOINORGÁNICA• La biología se asocia tradicionalmente con la química orgánica, sin embargo al menos 20 elementos inorgánicos tienen un papel fundamental en los procesos biológicos.• La mayoría de los elementos inorgánicos con importancia biológica se presentan en cantidades muy pequeñas en los seres vivos (trazas, microtrazas y ultramicrotrazas)
  4. 4. FUNCIONES BIOLÓGICAS MÁS IMPORTANTES DE LOS ELEMENTOS INORGÁNICOS.Elemento Inorgánico Elemento Función Biológica Sodio Transporte de cargas, balance osmótico Potasio Transporte de cargas, balance osmótico Magnesio Estructura, hidrolasas, isomerasas Calcio. Estructura, transporte de cargas, inductor de procesos celulares Vanadio Fijación de nitrógeno, oxidasas Cromo Posible papel en la tolerancia a la glucosa Molibdeno Fijación de nitrógeno, oxidasas, transferencia de oxígeno Tungsteno Deshidrogenasas Manganeso Fotosíntesis, estructura, oxidasas Hierro Oxidasas, transporte y almacenamiento de oxígeno molecular, transferencia de electrones, fijación de nitrógeno cobalto Oxidasas, transferencia de grupos alquilo, Níquel Hidrogenasas, hidrolasas cobre Oxidasas, transporte de oxigeno molecular, transferencia de electrones Zinc Estructura, hidrolasas
  5. 5. Complejidad de los procesos biológicosdependientes de los iones metálicos Bioquímica. Fisiología y bilogía molecular. El estudio de los elementos inorgánicos que ejercen funciones en la célula. Elaboración de biomateriales y dispositivos para la prevención, diagnostico y tratamiento de la salud.
  6. 6. ¿QUÉ ES UN BIOMATERIAL? Es un material ideado para interactuar con los sistemas biológicos, para evaluar, tratar, aumentar o sustituir cualquier tejido, órgano o función del cuerpo.Entre sus características no puede faltar lade ser biocompatibles, esto es,biológicamente aceptables.
  7. 7. Tipos de biomateriales Gomas Fibras Naturales proteicasOrigen Metales Polímeros y Sintéticos plásticos
  8. 8. En función se su estructura se clasifican en : Metales y Aleaciones Polímeros Cerámicos Materiales Compuestos Biomateriales duros Biomateriales suaves
  9. 9. En esta categoría las aleaciones más Metales y importantes son las de: Acero Aleaciones. inoxidable, Cobalto-Cromo, Aluminio-zinc y las de titanio. La aplicación principal de estas aleaciones, son remplazarsistemas de unión como la cadera y la rodilla, se utilizan tambiénpara realizar placas para huesos, tornillos, clavos, etc., así como en la elaboración de instrumental quirúrgico.
  10. 10. PolímerosTienen una amplia variedad deaplicaciones en el campo de laimplantología médica, ya quepresenta propiedades físicas,químicas y mecánicas cercanas alos tejidos vivos. Los polímeros mas utilizados son: poli (cloruro de vinilo), poli (propileno), poli (Metacrilato de metilo), poliestireno y sus copolimeros
  11. 11. PolímerosBiodegradable, es aquel, que se Bioabsorbible, es aquel, que eldescompone después de un organismo es capaz decierto período de tiempo metabolizar y resintetizar endentro del organismo. compuestos que puedan ser absorbidos, como lo son las proteínas. Las aplicaciones más importantes se encuentran la elaboración de dispositivos para diálisis, válvulas de corazón, implantes oculares y dispositivos ortopédicos entre otros.
  12. 12. Cerámicos• Los cerámicos son compuestos policristalinos, normalmente inorgánicos como los silicatos, óxidos metálicos, carburos e hidruros. • Los cerámicos que se utilizan para la elaboración de biomateriales reciben el nombre de biocerámicos.
  13. 13. Biocerámicos.· Biocerámico-absorbible, es aquel, que el organismo escapaz de metabolizar y resintetizar en compuestos quepuedan ser absorbidos, normalmente son elaborados defosfatos, óxidos…· Biocerámico-no absorbible o inerte, es aquel, que elorganismo no es capaz de metabolizar y resintetizar encompuestos que puedan ser absorbidos, estos son no tóxicos,no producen ninguna alergia ni reacción secundaria, sontotalmente biocompatibles y resistentes a la corrosión.
  14. 14. Biomateriales CompuestosUn biomaterial compuesto es un sólido que contiene dos omás componentes unidos para formar una estructura integra. Ejemplos de estos tipos de compuestos son los utilizados en el área médico-dental, tales como: inclusiones inorgánicas de cuarzo con una matriz acrílico-polímero; Componentes ortopédicos como pueden ser: inclusiones de fibra de carbón con una matriz de polietileno.
  15. 15. Biomateriales durosDefinición: Son sustancias naturales o sintéticas que sepueden poner en contacto con los tejidos vivos sinprovocar daños o alteraciones mientras mantienen suefectividad física y biológica. Clasificación en función a su estructura: Metales: Átomos unidos por enlaces metálicos Cerámicos: Compuestos inorgánicos unidos por enlaces iónicos y covalentes.
  16. 16. Materiales metálicosEn la década de 1920, Reiner Erdle yCharles Orange, quienes unieron susconocimientos de médico dentista ymetalurgia respectivamente,desarrollaron la aleación Vitallium, quefue el primer biomaterial metálicoaleado con características mecánicas debiocompatibilidad y de resistencia a lacorrosión, aceptables para aplicacionesen prótesis quirúrgicas.
  17. 17. Esta aleación de cobalto (65% de Co, 30 %de Cr y 5 % Mo), fue el punto de partidapara una serie de investigacionesmultidisciplinarias en el desarrollo de nuevasaplicaciones ortopédicas, como clavos,tornillos y fijadores de huesos fracturados,además de varios tipos de implantes dereemplazo articular, como cadera rodilla,hombro, codo, entre otras.
  18. 18. Materiales Cerámicos CERAMICOS VENTAJAS Alumina Compatibilidad con sistema musculo Hidroxiapatita esqueleto. Zirconia Similitud con propiedades físicas del Biovidrios hueso. Resistencia a la corrosión. Inertes a los tejidos. Adherencia a los tejidos. Alta resistencia a la compresión y al desgaste. Usos:Ortopédico, revestimiento, odontológico, válvulas cardiacas
  19. 19. AlúminaEs la cerámica bioinerte masfrecuentemente utilizada.El uso de la alúmina comobiomaterial esta motivado por suexcelente biocompatibilidad y suexcepcional coeficiente de friccióny baja velocidad de desgaste.
  20. 20. HidroxiapatitaEl mineral hidroxiapatita, tambiénllamado hidroxiapatito, está formado porfosfato de calcio cristalino y representa undepósito del 99% del calcio corporal y80% del fósforo total.El esmalte que cubre los dientes contienenel mineral hidroxiapatita. Esemineral, muy poco soluble, se disuelve enácidos.
  21. 21. BiovidriosEl vidrio bioactivo es considerado actualmente como el material másbiocompatible en el área de regeneración ósea debido a su bioactividad,y osteoinductividad.Ese material, que muestra excelente bioactividad, podrá abrir las puertaspara el desarrollo de nuevos materiales de regeneración óseananoestructurados para la medicina regenerativa e ingeniería de los tejidos.
  22. 22. Zirconia
  23. 23. Biomateriales SuavesSe definen como sustancias que sepueden poner en contacto con lostejidos vivos sin provocar daños oalteraciones mientras mantienensu efectividad física y biológica. Los materiales suaves son sistemas formados por diversas componentes que presentan propiedades fluidas. Estos materiales, aparentemente distintos entre sí, poseen propiedades estructurales y dinámicas.
  24. 24. Los materiales blandos, algunas veces conocidos como fluidos complejos, incluyen a los polímeros. Bioactivos: Bioinertes: permiten un ausencia de una crecimiento del respuesta del tejido es su interior tejido en el que se implanta. Los biopolímeros deben Mecánica: adaptable mediante elección cumplir, como todo del polímero y mediante el diseño. biomaterial, -Propiedades de superficie: impuestas dos restricciones principales: también por la elección del polímero. respuesta mecánica y unas Modificables mediante distintos propiedades de superficie tratamientosadaptadas al tejido receptor.
  25. 25. Biomateriales poliméricosEl biopolímero es básicamente un implante mecánico con funciónexclusivamente de relleno permanente; tiene una gran ventaja, no producereacciones alérgicas, y su efecto es prácticamente permanente .Los biopolímeros son implantes que han revolucionado la medicina estética,cuya génesis es el silicio y que guardan analogía con productos orgánicos.
  26. 26. HomopolímerosPOLIETILENOEn su forma de alta densidad es empleado en tubos para drenajes ycateteres, hilos de sutura, cirugia plástica, etc. Se emplea como componenteacetabular en reemplazos de cadera y en reemplazos de rodillas.Este material tiene buena tenacidad, resistencia a las grasas y tiene un costorelativamente bajo.POLIPROPILENO Tiene una alta rigidez, buena resistencia química y alta tensión deruptura. Su resistencia a la fisuración por tensiones es superior a la delpolietileno y es empleado en las mismas aplicaciones.
  27. 27. HomopolímerosCLORURO DE POLIVINILO (PVC)Es usado p principalmente en mangueras y bolsas para tr transfusiones de sangre , alimentation y dialysis.El PVC puro es un material duro y frágil, pero con la adición de plastificantes, se transforma en f lexible y blando. POLIDIMETILSILOXANO (PDMS)Se emplea en las membranas oxigenadoras debido a su alta permeabilidad de oxígeno. Por su excelente flexibilidad y estabilidad es utilizado en una variedad de prótesis tales como articulaciones de dedos, válvulas de corazón, Implantes de pechos, narices, orejas y barbillas.
  28. 28. Copolímeros POLIGLICOLILACTIDA (PGL) POLIURETANOSEs un copolímero empleado para Son copolímeros que pueden ser desuturas quirúrgicas reabsorbibles (el dos tipos flexibles o rigidos,organismo se encarga de dependiendo del poliol usado. Sondisolverlas). Y retiene su resistencia empleados en aislamiento dedurante más de 14 días. conductores en marcapasos, injertos vasculares , vejigas artificiales, etc.
  29. 29. Biomateriales para transporte de drogasLos polímeros también son materiales El polimero mas utilizado para este finideales para el transporte y liberación ha sido la silicona, la cual es capaz dede drogas (fármacos) porque son transportar, entre otros, benzocaína,capaces de icorporar grandes testosterona y difosfato de cloroquinacantidades y liberarlos lentamente. (antimalaria)
  30. 30. Liberación de fármacos de forma controlada Se han diseñado unos innovadores polímeros, capaces de contener en su interior moléculas de medicamentos que, una vez introducidos en el riego sanguíneo, se liberan de forma controlada.Estudios recientes contra tumores de cerebro, próstata y ovarios. Hanarrojado como resultados que los polímeros liberan lentamente elmedicamento de quimioterapia justo en el tumor, es decir, eliminan lascélulas cancerígenas sin dañar lo más mínimo otros órganos y célulassanas, todo lo contrario de lo que sucede con los actuales tratamientosde quimioterapia, que no discriminan entre células y afectan a todo elorganismo.
  31. 31. Aplicaciones de los biomateriales Implantes ortopédicos. Aplicaciones dentales. Aplicaciones Cardiovasculares. Aplicaciones electroquímicas
  32. 32. Aplicacioneselectroquímicas  Se emplean en el campo de la energía, a través del diseño y fabricación de las pilas, los acumuladores o las pilas de combustible.  La electroquímica se viene aplicando en la protección ambiental, con métodos electroquímicos de recuperación de metales.
  33. 33. Implantes ortopédicosSus principales características: Acero inoxidable, aleaciones de cobalto, cromo, cerámicas, materiales compuestos y titanio. El plástico es polietileno, extremadamente duradero y resistente al desgaste. Se utiliza cemento para fijar el componente artificial al hueso. También existen prótesis no cementadas, que son directamente encajadas al hueso
  34. 34. Cerámicas en aplicaciones biomédicas Las cerámicas también tienen uso extensivo en el campo biomédico, como en implantes ortopédicos, lentes, utensilios de laboratorio y de modo mas importante en aplicaciones dentales. Algunos de los factores que hacen de los biomateriales cerámicos excelentes candidatos para sus aplicaciones son su biocompatibilidad, resistencia a la corrosión, alta dureza…además su principal ventaja de algunos biomateriales cerámicos es que se unen muy bien al hueso, lo cual es importante en aplicaciones ortopédicas y dentales.
  35. 35. Aplicaciones dentales• En la actualidad, existe una gran variedad de materiales que pueden utilizarse para la fabricación de implantes dentales siendo la mayoría de Titanio o unas de sus aleaciones Ti6AI4V.
  36. 36. Aplicaciones cardiovascularesBiomateriales cardiovasculares pueden dividirsebásicamente en tres categorías. Los polímeros absorbibles Los polímeros no absorbibles Metales
  37. 37. Aplicaciones cardiovascularesAngioplastia y colocación de stentsEl stent es una malla metálica de forma tubular.Cuando se implanta un stent dentro de unaarteria coronaria, éste actúa como un soporte oarmazón para mantener abierto el vasosanguíneo.El stent, al mantener abierto el vaso, contribuye amejorar el flujo de sangre al músculo cardíaco y areducir el dolor de la angina de pecho.
  38. 38. Marcapasos.El marcapasos es un pequeño dispositivoalimentado por una batería que ayuda al corazóna latir con un ritmo constante. Los marcapasos pueden ayudar a regular el ritmo del corazón en casos de frecuencia cardíaca lenta, rápida o irregular, o de bloqueo en el sistema de conducción eléctrica del corazón. Los electrodos son de ratinan, plata, titanio, acero inoxidable, o aleaciones de cobalto. La mayoría de los marcapasos utilizar una batería de litio-yodo.
  39. 39. Válvulas cardiacasLas válvulas Como la sangremecánicas son de Válvulas suele adherirse ados tipos: la bola mecánicas, que las válvulasy la inclinación de normalmente mecánicas yjaula de disco. están hechas de formar coágulos,Los materiales materiales tales los pacientes quemás utilizados como el plástico, tienen estasson de el carbono o el válvulas debenelastómero de metal. Las tomar diluyentessilicona, cobalto- válvulas de la sangrecromo-aleaciones mecánicas son (anticoagulantes)basadas en resistentes y el resto de sutitanio y carbono duraderas. vida.pirolítico.
  40. 40. Injertos vasculares Estos materiales están constituidos por aproximadamente un 50 por ciento de polímeros sintéticos y un 50 por ciento de proteínas. La porción de polímero de los materiales es un derivado del polietilenglicol. Se utiliza para el tratamiento de aneurisma de aorta abdominal.
  41. 41. Filtros venales• Los filtros se introducen en la vena cava inferior de pacientes que han tenido o están en riesgo de sufrir una embolia pulmonar, pero en los que el tratamiento anticoagulante para prevenir la recurrencia está contraindicada.
  42. 42. Anillos de anuloplastía• El anillo Anuloplastia se utiliza para mantener el diámetro de la abertura de la válvula del corazón.• Esto es necesario porque si el diámetro es superior a la medida en que las válvulas se puede cerrar, entonces hay un riesgo de flujo de retorno de la sangre.
  43. 43. CatéteresEl catéter tiene un papel muy importante en el campo de productos sanitarios cardiovasculares.La función más importante deeste dispositivo se va a ofrecer un pasaje ininterrumpidocamino para los cirujanos parapoder llegar a la profundidad en el cuerpo, para tratar las enfermedades por diferentes tipos de cirugías.
  44. 44. SuturasLas suturas son uno de los dispositivosmédicos más importantes que se utiliza enla cirugíaEn los procedimientos cardiovasculares lassuturas se pueden utilizar para lareparación de tejidos con el tejido, o tejidocon un dispositivo implantable.Estos están disponibles en varios tamaños(diámetro de sutura) y polímeros(absorbible y no absorbible).

×