Biomateriales: Cerámicos, Polímeros y Compuestos

Tarjetas de vocabulario esenciales para repasar conceptos clave sobre cerámicos, cristalografía, polímeros y materiales compuestos en biomateriales.

Material cerámico

Sólido inorgánico formado por elementos metálicos y no metálicos unidos por enlaces iónicos y/o covalentes, con alta dureza y resistencia química.

Keramikos

Vocablo griego que significa "material cocido" y da origen al término cerámica.

Hidroxiapatita (HA)

Fosfato de calcio Ca10(PO4)6(OH)2; principal componente mineral de huesos y dientes, bioactivo y con estructura de apatita.

Óxido bioactivo

Cerámico como fosfatos o carbonatos de calcio capaz de interactuar químicamente con el tejido óseo favoreciendo la osteointegración.

Óxido inerte

Cerámico (feldespáticas, aluminosas, zirconiosas) que no reacciona con el entorno biológico y actúa como material estructural.

Cristalografía

Ciencia que estudia los ordenamientos atómicos periódicos y las estructuras cristalinas de la materia.

Celda unitaria

Mínima unidad estructural que se repite periódicamente en una red cristalina.

Sistema cristalino cúbico

Conjunto de cristales con ejes a=b=c y ángulos α=β=γ=90°.

Red de Bravais

Distribución periódica de puntos en el espacio que describe las posiciones de las celdas unitarias; existen 14 redes.

Sólido cristalino

Material cuyos átomos se ordenan de manera periódica en las tres dimensiones.

Sólido amorfo

Sólido sin ordenamiento atómico de largo alcance; ejemplo: vidrio.

Difracción de Rayos X (XRD)

Técnica que identifica fases cristalinas mediante el patrón de difracción producido por los átomos.

Austenita (Ni-Ti)

Fase cúbica estable a temperatura ambiente alta en aleaciones Ni-Ti; responsable de la superelasticidad.

Martensita (Ni-Ti)

Fase tetragonal/monoclínica de baja temperatura en Ni-Ti que permite memoria de forma.

Aleación Ni-Ti

Material con memoria de forma usado en ortodoncia (alambres) y endodoncia (limas rotatorias).

Polímero

Macromolécula formada por la repetición de unidades básicas (meros).

Monómero

Molécula pequeña que, mediante polimerización, forma polímeros.

Mero

Unidad estructural repetitiva dentro de la cadena polimérica.

Grado de polimerización

Número de meros presentes en una cadena macromolecular.

Peso molecular de un polímero

Producto del peso molecular del mero por el grado de polimerización.

Polimerización por adición

Reacción sin subproductos donde los monómeros se añaden sucesivamente; menor contracción.

Polimerización por condensación

Formación de polímeros liberando subproductos (agua, alcohol); mayor contracción.

Activador

Agente físico (luz, calor) o químico (amina terciaria) que inicia la polimerización.

Iniciador

Compuesto que produce radicales libres para arrancar la reacción de polimerización.

Polímero lineal

Cadena larga sin ramificaciones; suele ser flexible y fundible.

Polímero ramificado

Cadena principal con ramificaciones laterales que modifican la densidad y viscosidad.

Polímero entrecruzado

Estructura tridimensional donde las cadenas están unidas por enlaces covalentes; rígido e infusible.

Copolimerización

Formación de un polímero a partir de dos tipos diferentes de monómeros para modificar propiedades.

Terpolímero

Polímero constituido por tres monómeros diferentes (ej. EVA con CO).

Reticulación

Proceso de formación de enlaces entre cadenas poliméricas creando una red tridimensional.

Composito / Material compuesto

Material formado por al menos dos fases (matriz y refuerzo) con propiedades superiores a sus componentes individuales.

Matriz (en un composite)

Fase continua que rodea y protege al refuerzo, transfiriendo cargas.

Refuerzo

Fase dispersa (fibras, partículas) que aporta resistencia y rigidez a un composite.

Fase dispersa

Constituyente del composite distribuido dentro de la matriz; su geometría y orientación determinan propiedades finales.

Volumen de refuerzo

Fracción volumétrica de la fase dispersa; clave para ajustar propiedades mecánicas del composite.

Módulo de Young

Medida de rigidez (GPa) de un material; varía ampliamente entre polímeros, metales, cerámicos y compuestos.

Bioactividad

Capacidad de un material para generar una respuesta biológica positiva, como la formación de hidroxiapatita in vivo.

Historial de trasplantes óseos

Evolución desde Van Meekren (1668) hasta injertos bovinos (1938) que motivó el desarrollo de cerámicos bioactivos.

Cristal

Sólido con ordenamiento atómico tridimensional y patrón de difracción definido.

Vidrio

Material amorfo no cristalino usado frecuentemente en cerámicas y biomateriales.