Transcript دوران باستان تمدن هاي قديم مانند مصر، چين، هند، ايران و يونان
1
یکشزپ یاهتنلپمیا سرد
سرد داتسا
کاپرظن نیب قح هموصعم رت كد • • : داتسا اب سامت ریبکریما هاگشناد ون یاهیروانف هدکشهوژپ Email: [email protected]
• • •
رازاب یاهدرو ارب و هچخیرات داوم صاوخ و راتخاس طابترا داومویب نویسازیلیرتسا اهتنلپمیا یدنب هتسب و اهدرادناتسا یعونصم قورع ،یبلق یاه هچیرد یاهنیزگیاج ،یقورع یبلق یاهتنلپمیا ) لماک و یکمک ( یعونصم بلق یاهلدم یکشزپ یاهتنلپمیا رد اهلژوردیه یمشچ لخاد و یسامت یاهیسدع یکشزپ مشچ یاهدربراک اهنوکیلیس یکشزپ یاهدربراک هیخب یاهخن یتسوپ یاهنیزگیاج ،اه یگتخوس و مخز یاهششوپ ینادند یاهتنلپمیا ،یناوختسا یاهنیزگیاج ،یکیمارس یاهتنلپمیا لصافم و وناز ،پیه زتورپ مرن و تخس جوسن تفاب یسدنهم رد اهتنلپمیا یناسروراد نیون یاه هناماس رد اهتنلپمیا
: لاسمين لوط رد نايوجشناد فيلاكت
) لاسمين لوط رد ( ،اه سلاك رد لاعف تكرش
(quiz)
كچوك نومز ا رد تكرش یسرد هژورپ ماجنا لاسمين ناياپ نومز ا رد تكرش • • • • •
: يبايزرا
: لاسمين لوط رد نايوجشناد ياه تيلاعف يبايزرا يگنوگچ هرمن 4 یسرد هژورپ ماجنا هرمن 4 كچوك نومز ا هرمن 12 ي ياهن نومز ا ------------------------------------------------
هرمن 20 عمج
• • • • • • •
•
Implant
To insert or to graft (tissue, or inert or radioactive material) into intact tissues or a body cavity.
•
Implant
An implant is a medical device manufactured to replace a missing biological structure, support a damaged biological structure, or enhance an existing biological structure. Medical implants are man made devices, in contrast to a transplant, which is a transplanted biomedical tissue. 6
•
Implant:
Man-made Medical Devices Replace a missing biological structure Support a damaged biological structure Enhance an existing biological structure Monitoring relevant parameters
Applications
Medical Implants
Artificial heart Cochlear implant Dental Implants Bileaflet Heart Valves Hip-Replacements Intraocular Lenses 10
Orthopedic screws/fixation Drug Delivery Devices Polymers Skin/cartilage Ocular implants Bone replacements Metals Synthetic BIOMATERIALS Ceramics Heart valves Dental Implants Implantable Microelectrodes Semiconductor Materials Biosensors Dental Implants
تنلپمیا تیقفوم لماوع
داوم صاوخ یحارط یراگزاس تسیز نیسدنهم سرتسد زا جراخ لماوع یحارج کینکت رامیب طیارش و یتملاس رامیب یاهتیلاعف
• • • •
اهتنلپمیا دربراک شیازفا لماوع
رشب رمع لوط و تیعمج شیازفا نس شیازفا اب ناوختسا و تفاب لاوز نارامیب و ناحارج دامتعا شیازفا یحارج تازیهجت و اهتراهم تفرشیپ اه یحارط داوم تفرشیپ یتلود نیناوق و اهدرادناتسا نیودت • • • • • •
ناتساب نارود تاجلاعم نانوي و ناريا ،دنه ،نيچ ،رصم دننام ميدق ياه ندمت
هب يبر چ و ريق زا يا هتخيم ا : يعونصم مشچ اب ينز دبلاك ،ناريا رد ) شيپ لاس 4800 ات 6800 ( هتخوس رهش ) گريوم ( لاط فيرظ رايسب ياهرات هفاضا هدنز ريغ تاعطق لامعتسا و يحارج لامعا ماجنا زا ي ياه هناشن رصم ياه ي يايموم تروص هيحان زا يا هلصو اب ينيب میمرت ،شيپ لاس 2600 دودح اتورشوس ميمرت ني تسخن ( ناوختسا ياهيگتسكش ميمرت يارب نات ك خن و لاط ميس ،شيپ لاس 2500 دودح طارقب ) ينيب و اه ينانوي ن ا زا س پو اهناكسورتا ،اه يقينيف هب قلعتم ي يلاط ياه هتخاس ، دلايم زا ينادند شيپ ياهزتورپ لاس نيرت دص دنچ اه يميدق يمور يتح و تسا هتفر يم راك هب ينادند تاجلاعم يارب لاس 2500 لوط رد هك هدوب يداوم نيرت يميدق زا لاط .
دسرب بوت كم خيرات زا شيپ ياه نامز هب ن ا دربراك هك دراد لامتحا
اپورا رد يتعنص بلاقنا اه يگتسكش تيبثت يارب نيتلاپ و نه ا هرقن لاط نوچ يزلف ياه هليم و اه ميس عاونا يدلايم 19 و 18 نورق رد • اه یحارج رد ینوفعدض داجیا زا دعب قفوم تنلپمیا نیلوا • ) اه هشوگرد شنت زکرمت کزان بسانمان یحارط ( اه یگتسکش تیبثت یارب 1900 رد یناوختسا تیلپ • ) بوخ یکیناکم صاوخ ،میداناو یاراد دلاوف ( هدام سنج • ) لصفم یراذگیاج یحارج نیلوا تلابک مورک یاهژایل ا و گنز دض دلاوف دورو 1930 رد • اه يحارج رد هژيو هب يكشزپ رد اهرميلپ دربراك لوحت ، 1930 ههد زا يكيتسلاپ داوم شياديپ اب • PMMA مود یناهج گنج نابلخ تحارج • همجمج و هینرق رد دربراک • ليرتي نوليرك ا و ديارلك لينيو زا يرميلپوك هك نا نوينيو رميلپوك زا هدش هتخاس يا هچراپ ياهزتورپ دعب هب 1950 ههد • نولاويا و نولفت ،نوركاد ،نولرا ،نوليان دننام يرگيد داوم • نوخ اب راگزاس يششوپ ،ناشي اه هنزور رد تفاب دشر رثا رد هك دوش يم بجوم اه هچراپ • 1960 رد یناوختسا نامیس و یبلق هچیرد و 1950 رد ینوخ قورع ینیزگیاج • تفاب ياه بسچ ،يحارج ياهراون ،هيخب ياه خن : زا دنترابع رضاح لاح رد فرصم دروم ياهداومتسيز نيرت لوادتم •
Important dates – 1860's: Lister develops aseptic surgical technique – early 1900's: Bone plates used to fix fractures – 1930's: Introduction of stainless steel, cobalt chromium alloys – 1938 : first total hip prosthesis (P. Wiles) – 1940's: Polymers in medicine: PMMA bone repair; cellulose for dialysis; nylon sutures – 1952: Mechanical heart valve – 1953: Dacron (polymer fiber) vascular grafts – 1958: Cemented (PMMA) joint replacement – 1960: first commercial heart valves – 1970's: PEO (polyethyleneoxide) protein resistant thin film coating – 1976: FDA ammendment governing testing & production of biomaterials /devices – 1976: Artificial heart (W. Kolff, Prof. University of Utah )
شيپ لاس 3000 ات 2650 هب طوبرم يبوچ ياپ تصش
Organ/Tissue Examples heart eye ear bone kidney bladder muscle circulation skin endocrine pacemaker, artificial valve, artificial heart contact lens, intraocular lens artificial stapes, cochlea implant bone plate, intramedullary rod, joint prosthesis, bone cement, bone defect repair dialysis machine catheter and stent sutures, muscle stimulator artificial blood vessels burn dressings, artificial skin encapsulated pancreatic islet cells
The number of medical devices used each year is very large. The chart below estimates usage for common devices.
Medical Health Care in US
• • • Cardiovascular Diseases and Strokes – $475 Billion per year (2009) • American Heart Association – $508 Billion – including health care and lost productivity • CDC (Center for Disease Control & Prevention) Report Coronary Heart Disease – $120.6 Billion per year (2008) • The Silverbook Report (QUALITY STANDARDS FOR THE CARE OF OLDER PEOPLE WITH URGENT & EMERGENCY CARE NEEDS) CVD (Cardiovascular disease) Mortality – 958,775 lives per year (1/33 sec) • • NIH Budget for NHLBI (2008) – $29.2 Billion – $9.8 Million (Grants ONLY) Source: American Heart Association Web page
•
Improve quality of life...
• $$$ Biomaterials is a $100 billion + market, increasing at 5-7% / yr – Consider diabetes, which afflicts over 15 million Americans (5.9% of population) • An artificial pancreas, if it existed, and were given to 10% of diabetics would generate over 2.3 billion/yr
Characteristics of Biomaterial
• • • • • • • • •
1- Toxicology 2- Biocompatibility 3- Functional Tissue Structure and Pathobiology 4- Healing 5- Dependence on Specific Anatomical Sites of Implantation 6- Mechanical and Performance Requirements 7- Industrial Involvement 8- Ethics 9- Regulation
Property Desirables Biocompatibility Sterilizability Noncarcinogenic, nonpyrogenic, nontoxic, nonallergenic, blood compatible, non-inflammatory Not destroyed by typical sterilizing techniques such as autoclaving, dry heat, radiation, ethylene oxide Physical characteristics Strength, elasticity, durability Manufacturability Machinable, moldable, extrudable
Selection of Biomedical Materials
The process of material selection should ideally be for a logical sequence involving: 1- Analysis of the problem; 2- Consideration of requirement; 3- Consideration of available material and their properties leading to: 4- Choice of material.
The choice of a specific biomedical material: 1- A proper specification of the desired function for the material; 2- An accurate characterization of the environment in which it must function, and the effects that environment will have on the properties of the material; 3- A delineation of the length of time the material must function; 4- A clear understanding of what is meant by safe for human use.
Characteristics of Biomaterials
•
Physical Requirements
– Hard Materials.
– Flexible Material.
• Chemical Requirements • • • Must not react with any tissue in the body.
Must be non-toxic to the body.
Long-term replacement must not be biodegradable.
Class I Devices
General controls are sufficient to provide reasonable assurance of the safety and effectiveness Examples: elastic bandages, examination gloves, and hand-held surgical instruments
General Controls
Prohibition against adulterated or misbranded devices Premarket notification 510(k) requirements Good Manufacturing Practices (GMPs) Labeling Registration of manufacturing facilities Listing of device types Record keeping Repair, replacement or refund
Class II Devices
• . General controls alone are insufficient to assure safety and effectiveness, and existing methods are available to provide such assurances. Also subject to special controls Examples: powered wheelchairs, infusion pumps
Special Controls
Performance standards (discretionary, voluntary national or international standard, recognized by rulemaking) Post-market surveillance Patient registries Development and dissemination of guidelines/guidances Design controls Recommendations and other appropriate actions Tracking requirements
Class III Devices
Insufficient information exists to determine that general and special controls are sufficient to provide reasonable assurance of the safety and effectiveness of such devices Such devices are: Life sustaining or life supporting Substantial importance in preventing impairment of human health; or Present unreasonable risk of illness or injury
Classes of Biomaterials
– Metals • stainless steel, cobalt alloys, titanium alloys – Ceramics • aluminum oxide, zirconia, calcium phosphates – Polymers • silicones, poly(ethylene), poly(vinyl chloride), polyurethanes, polylactides – Natural polymers • collagen, gelatin, elastin, silk, polysaccharides
Classification of biomaterials
First generation: INERT Do not trigger any reaction in the host: neither rejected nor
recognition “do not bring any good result”
Second generation: BIOACTIVE Ensure a more stable performance in a long time or for the period you want Third generation: BIODEGRADABLE It can be chemically degraded or decomposed by natural effectors (weather, soil bacteria, plants, animals)
Mechanical Properties of Metals
How do metals respond to external loads?
• • • •
Stress and Strain
Tension Compression Shear Torsion
Elastic deformation
• • • • •
Plastic Deformation
Yield Strength Tensile Strength Ductility Toughness Hardness