Propiedades Mecánicas de Biomateriales

CUADRADO,T.R.; ABRAHAM,G.A.

Biomateriales

Faenza Editrice Iberica, S.L.

Lugar: Faenza, Italia; Año: 2004; p. 151 - 171

El empleo de un determinado biomaterial en el diseño de un dispositivo biomédico obliga a evaluar su capacidad de soportar las cargas mecánicas a las que va a estar sometido durante el cumplimiento de su función específica. La ciencia de materiales abarca el estudio de los componentes y procesos de fabricación que permiten obtener biomateriales con la estructura y propiedades específicas deseadas. Para evitar la falla estructural es necesario que las tensiones internas no superen ciertos límites máximos. Resulta entonces necesario conocer el estado tensional que se genera en los materiales constitutivos de cada dispositivo bajo el estado de carga probable en la aplicación. Los materiales pueden presentar diferentes tipos de comportamiento mecánico: elástico, plástico, viscoelástico, superelástico, superplástico dependiendo de la microestructura del mismo. El comportamiento elástico implica la recuperación de las dimensiones originales en el momento en que se retira la carga aplicada. Por el contrario, el comportamiento plástico ocurre cuando se observa una deformación permanente. Otros materiales sometidos a un determinado nivel de carga experimentan flujo viscoso en el cual los átomos, moléculas o partículas que lo componen se trasladan unas en relación con otras disipando energía (sistemas viscoelásticos). Existen otros fenómenos, tales como fatiga, fluencia, relajación de tensiones, desgaste y sus combinaciones que se manifiestan a más largo plazo y pueden llevar a la falla de los materiales. Los materiales poliméricos compuestos por macromoléculas experimentan comúnmente fenómenos de relajación de tensiones y fluencia. En el primer fenómeno la imposición de una determinada deformación del material requiere de un menor esfuerzo con el paso del tiempo. El segundo hace referencia a una deformación creciente del material con el tiempo de aplicación de una carga constante. En el presente capítulo se definen, describen y analizan los principales conceptos relacionados con el comportamiento mecánico de biomateriales.