Nuestro equipo decidió escoger el tema de los biomateriales por distintas razones.  Principalmente después de analizar las opciones, investigamos un poco al respecto de cada uno, finalmente se llegó a la conclusión de  este,  es un tema sumamente interesante, ya que no sólo abarca los materiales en sí, sino también habla sobre como, los implantes han beneficiado a la humanidad, otro aspecto a destacar, es que los materiales tienen que ser muy específicos, debido a que no tiene que hacer reacción en el cuerpo que se implantarán. Debido a que los biomateriales restauran funciones de tejidos vivos y órganos en el cuerpo, es esencial entender las relaciones existentes entre las propiedades, funciones y estructuras de los materiales biológicos, por lo que son estudiados bajo tres aspectos fundamentales: materiales biológicos, materiales de implante y la interacción existente entre ellos dentro del cuerpo. Dispositivos como miembros artificiales, amplificadores de sonido para el oído y prótesis faciales externas, no son considerados como implantes.

  El concepto de biomateriales ha ido evolucionando con el paso del tiempo de acuerdo con las necesidades y al entendimiento que se ha logrado de la interacción material-tejido vivo. Inicialmente, los biomateriales se definían como materias biológicamente inertes, utilizados para ser incorporados o implantados dentro de un sistema vivo para remplazar o restaurar alguna función permaneciendo en  contacto permanente o intermitente con fluidos corporales. Hasta hace unos años los biomateriales eran esencialmente materiales industriales seleccionados con el único criterio de que fueran bológicamente aceptables, es decir, no tóxicos (biomateriales de primera generación). Sin embargo, actualmente los biomateriales son diseñados, sintetizados y procesados pensando en la aplicación médica a la cual serán destinados, es decir, los biomateriales deben ser funcionales además de inertes, donde la funcionalidad se refiere a la habilidad del implante para realizar la función para la cual es diseñado.\citep{rodil21-12-2009}.

Material utilizado en un dispositivo médico, pensado para interactuar mutuamente con sistemas biológicos. Cualquier sustancia o combinación de sustancias de origen natural o artificial que puede ser usada durante cierto tiempo como un todo o como parte de un sistema que permite tratar, aumentar o reemplazar algún tejido, órgano o función del cuerpo humano. Material sintético empleado para reemplazar parte de un sistema vivo o que está en íntimo contacto con fluidos biológicos. Obviamente, que no cualquier material puede ser empleado como BIOMATERIAL. Para ello, debe tener una característica muy especial, ser biocompatible. El hecho concreto es que los biomateriales están preparados para ser utilizados en seres vivos y su estudio es un tema que tiene un auge indiscutible en la actualidad y que ha experimentado un espectacular avance en los últimos años, motivado fundamentalmente por el hecho de que la esperanza de vida de la población aumenta de forma considerable. \citep{rmacchi2000}

La historia de los biomateriales es muy antigua como señala el estudio de los papiros Egipcios (4000 AC.) realizado por Edgar Smith en el que se describe el uso de suturas y otros dispositivos para cerrar heridas (Nerlinch, 2002). Existen pruebas de que pueblos antiguos como el etrusco (3000 A.C.), maya y el azteca ya practicaban estas técnicas y también hay indicios de que en el año 2000 AC. se empleaban metales para la reparación de huesos; además se sabe que las civilizaciones clásicas de Grecia y Roma (siglo VII A.C. a siglo IV D.C.) usaron materiales no biológicos, en particular metales, y otros materiales naturales para el tratamiento de heridas y de algunas enfermedades (Kawahara, 1985).

Los avances tecnológicos del siglo XIX, como el descubrimiento de la anestesia y la invención de muchos aparatos quirúrgicos, dieron un fuerte impulso a la búsqueda de biomateriales con propiedades para ser utilizados en el interior del organismo y reemplazar partes corporales ya sea parcial o totalmente dañadas sin que causaran daño al organismo. Las limitaciones de los metales como la corrosión y las propiedades mecánicas originaron la búsqueda de materiales de tipo no metálico. Los biomateriales  se definen como todos aquellos materiales, que se utilizan en la fabricación de dispositivos médicos diseñados para reemplazar tejidos, órganos o funciones del organismo de seres vivos e interactúan con el sistema biológico con la finalidad de mejorar sus condiciones de vida. Los implantes elaborados con estos tipos de materiales se denominan alo-injertos o implantes alógenos.  \citep{verenice01-feb-05}.

La consideración del sitio anatómico donde estará localizado un implante implica desafíos para el diseñador del dispositivo biomédico ya que se tendrán requerimientos particulares en cuanto a las propiedades del material a utilizar.   Todo esto lleva a concluir que el tipo de material empleado en la construcción de un determinado dispositivo biomédico, depende de los factores químicos, físicos y mecánicos a los que se verá sometido. Al mismo tiempo que se ha llevado a cabo un gran esfuerzo para investigar cómo funcionan los biomateriales y cómo perfeccionarlos, muchos de ellos surgieron como resultado de una considerable experiencia acumulada, pruebas y errores, suposiciones inspiradas, y a veces azar. En la actualidad se dispone de una variedad de materiales que realizan satisfactoriamente las funciones biológicas en el cuerpo y los médicos pueden usarlos con razonable confianza, y la función en los pacientes es aceptable. Las complicaciones generadas por los dispositivos biomédicos, de existir, son menores que las que surgen de las enfermedades originales. Estos materiales pueden ser divididos en materiales metálicos, poliméricos, cerámicos y materiales compuestos.\citep{duffo2011} .

Los metales Hace unas décadas, el uso de implantes metálicos para corregir daños en el cráneo o para la fijación interna de fracturas inicialmente se justificó, aún sin conocer demasiado sobre sus propiedades, por el hecho de que la inclusión de partículas metálicas en el cuerpo de soldados heridos se toleraba bastante bien. Los metales han sido muy utilizados como biomateriales con dos propósitos: fabricación de prótesis para reemplazar una parte del cuerpo (articulaciones, placas craneales, clavos, etc.), o implantes utilizados en la estabilización y ayuda al proceso normal de reparación de un tejido (por ejemplo, unión de huesos rotos). Entre los metales más utilizados con estos fines cabe destacar diferentes clases de aceros inoxidables, aleaciones tales como Co-Cr, Co-Cr-Mo, Co-Cr-Ni, así como titanio y distintas aleaciones a base de titanio, aluminio y vanadio (10). El acero inoxidable fue inventado a principios del siglo XX por H. Brearley. En 1912 buscaba una aleación con mayor resistencia al desgaste que la que se producía, por el calor despedido por los gases, en el interior de los cañones de las pequeñas armas de fuego; descubrió que una pequeña cantidad de cromo añadido al acero común, no sólo le daba un aspecto brillante y lo hacía resistente a la suciedad sino que era más resistente a la oxidación o corrosión. En aquella época este invento sólo se aplicó a la fabricación de cuberterías. Hoy en día existe una diversidad de composiciones químicas para el acero inoxidable que se utiliza en medicina.   En el diseño de un implante metálico se deben considerar una serie de aspectos, como son la magnitud y dirección de las fuerzas que sobre él actuarán, las limitaciones de diseño anatómico, las propiedades físicas del tejido circundante y la respuesta recíproca implante-tejido (12). Los implantes metálicos pueden sufrir un proceso de corrosión, liberando productos al medio y produciendo, consecuentemente, una determinada reacción tisular. Por tanto, la resistencia a la corrosión es quizás el primer requerimiento que debe cumplir un implante de esta naturaleza. Se utilizan metales y aleaciones resistentes a la corrosión, que se consigue por formación de óxidos o películas sólidas de hidróxidos sobre su superficie (10). Por ejemplo, la gran estabilidad química del acero inoxidable, que contiene un mínimo de 10-11% de cromo, se atribuye a la película de óxido de cromo presente sobre su superficie evitando así la corrosión del hierro. Tales películas, o capas de “pasivación”, se encuentran en estado de equilibrio dinámico con el oxígeno en el entorno local del implante. La corrosión también puede afectar directamente al tejido circundante por alteración directa del entorno químico: cambios electroquímicos que afecten al comportamiento o la conducta celular, liberación de iones metálicos que pueden afectar el metabolismo celular, inducción de una reacción de inflamación crónica por liberación de los productos de corrosión. En segundo lugar, aunque no es frecuente, la fractura de los implantes metálicos podría producir daños más severos que los acaecidos como consecuencia de la corrosión. Las principales causas de fractura de un biomaterial son el diseño inadecuado del implante (o defectos de manufacturación) y la mala utilización del mismo (por ejemplo, exceso de peso del paciente, excesivo movimiento, etc.). El término “fatiga” se aplica a las fracturas que surgen como consecuencia de un exceso de carga sobre el implante, y que no se producirían si éste se encontrase en una situación estática. El fallo metálico comienza como una pequeña rotura sobre la superficie, que progresa a través del material hasta que la sección del implante es demasiado pequeña para sostener la carga; las fracturas por fatiga son las más comunes en los implantes metálicos. Además, hay que tener presente las reacciones tisulares que se producen tras la implantación de cualquiera de los elementos metálicos o aleaciones (13). En general, la respuesta tisular se caracteriza por la formación de una cápsula fibrosa en torno al implante cuyo espesor es índice de la intensidad del daño tisular. Además, alrededor del implante metálico las áreas musculares pueden reemplazarse por tejido fibroso y graso; en aquellos casos en los que la respuesta tisular es más severa, se observa una tercera zona, compuesta de células, entre la membrana y el implante. Generalmente, la reacción tisular frente al implante es proporcional a la concentración del metal en el tejido circundante. Por otro lado, la vascularización, como proceso de reparación tisular, puede modificarse por la presencia del implante. Los capilares pueden aproximarse a la superficie de los metales implantados, pudiendo penetrar e infiltrarse si son porosos, posibilitando así la viabilidad tisular. Pero, por contra, el movimiento de este material poroso puede romper los capilares, haciendo difícil la supervivencia de los tejidos en el interior de los poros. Así, la presencia de implantes en huesos puede romper el suministro sanguíneo e interferir con la reparación ósea. \citep{lizarbe}

A diferencia de los metales y las cerámicas, los polímeros sintéticos hicieron su aparición mucho más recientemente. Los polímeros sintéticos son materiales orgánicos que se obtienen a partir del petróleo y se caracterizan por su poca resistencia a la temperatura. Cuando se someten a altas temperaturas los termoplásticos se derriten mientras que los plásticos termorresistentes se chamuscan o se queman. Los polímeros son mucho más blandos que los metales y, en cuanto a su conductividad térmica, son mejores aislantes que las cerámicas. Tanto sus propiedades de aislamiento eléctrico como de aislamiento térmico están limitadas por su poca resistencia a la temperatura. A bajas temperaturas el mejor aislante será un polímero, pero a altas temperaturas, las cerámicas siempre serán la mejor opción. En todos aquellos casos en que no es necesaria resistencia a altas temperaturas los polímeros han logrado introducirse en todos los ámbitos, desplazando muchas veces a otros materiales más consolidados. Las bolsas del mercado están hechas de polietileno y dejaron en el olvido a aquellas hechas de fibras naturales. El poliéster, a su vez, compite también con bastante éxito con las fibras naturales en la industria del vestido. Los polímeros más duros han reemplazado a las cerámicas en la fabricación de vasos y platos que no se rompen al caer y, también, pueden reemplazar a los metales en la fabricación de tornillos y otros componentes estructurales en máquinas ligeras. Los biomateriales poliméricos, ampliamente utilizados en clínica, deben su éxito a las enormes posibilidades que presentan, tanto en variedad de compuestos como en la posibilidad de fabricarlos de muy distintas formas con características bien determinadas y con facilidad de conformarlos en fibras, tejidos, películas o bloques. Pueden ser tanto naturales como sintéticos y, en cualquier caso, se pueden encontrar formulaciones bioestables (con carácter permanente y particularmente útiles para sustituir de forma parcial o total tejidos u órganos lesionados o destruidos) o biodegradables (con carácter temporal, con una funcionalidad adecuada durante un tiempo limitado, el necesario mientras el problema subsista). Existen aplicaciones de polímeros tanto en implantes quirúrgicos como en membranas protectoras o en sistemas de dosificación de fármacos y tienen, particular importancia, los cementos óseos acrílicos que han encontrado importantes campos de aplicación, en particular, en odontología y traumatología dadas las ventajas que presentan frente a otros cementos, como son su fácil aplicación y su rápida polimerización. Sin embargo, por desgracia presentan desventajas, tales como el calor que se desprende durante la polimerización que conduce en muchos casos a problemas de toxicidad y a la contracción que sufre una vez endurecido lo que origina movilidad de la prótesis fijada. Sin embargo, pese a estos problemas, su utilización hoy por hoy es, prácticamente, insustituible. Los polímeros pueden ser de tres tipos: 1. Polímeros naturales: provenientes directamente del reino vegetal o animal. Por ejemplo: celulosa, almidón, proteínas, caucho natural y ácidos nucleicos. 2. Polímeros artificiales: son el resultado de modificaciones mediante procesos químicos de ciertos polímeros naturales. Por ejemplo: nitrocelulosa. 3. Polímeros sintéticos: son los que se obtienen por procesos de polimerización controlados por el hombre a partir de materias primas de bajo peso molecular. Ejemplo: nylon, polietileno, y cloruro de polivinilo. A su vez, otros elementos tales como el silicio, también, forman polímeros llamados polímeros inorgánicos (por ejemplo, siliconas). \citep{ratner1986}

Las cerámicas con aplicaciones médicas constituyen un interesante campo de investigación y desarrollo para la fabricación y/o fijación de implantes. Las cerámicas se introdujeron como biomaterial en la década del 70 cuando comenzaban a detectarse fracasos en algunos de ellos utilizados hasta ese momento, como eran el acero inoxidable, las aleaciones base cobalto y el acrílico (polimetilmetacrilato). Los fracasos se debían, entre otras razones, a la encapsulación de estos materiales (recubrimiento por un tejido fibroso), lo que hizo dirigir la mirada hacia las cerámicas en un intento de buscar una buena oseointegración. Sin embargo, la fragilidad de las cerámicas restringió en gran medida su campo de aplicación, seleccionándolas únicamente para aplicaciones que no necesitaran elevadas prestaciones mecánicas, a excepción de la alúmina y la zirconia, que se emplearon y emplean en articulaciones de cadera. Las cerámicas permiten recambiar muchas piezas del cuerpo humano, aunque sus aplicaciones hoy en día están centradas en la fabricación de dispositivos que no deban soportar cargas, como es el caso de la cirugía del oído medio, en el relleno de defectos óseos tanto en cirugía bucal como en cirugía ortopédica y en el recubrimiento de implantes dentales y articulaciones metálicas; pero su futuro como biomaterial es mucho más ambicioso ya que presentan determinadas propiedades que son difíciles de imitar con otros materiales. Las cerámicas son materiales compuestos por elementos metálicos y no metálicos que se mantienen unidos por enlaces iónicos y/o covalentes. Al igual que en los metales, los enlaces interatómicos en las cerámicas producen un arreglo tridimensional con estructuras cristalinas definidas, pero los vidrios no tienen estructura cristalina alguna (son amorfos). En contraste con los enlaces metálicos, los electrones en los enlaces iónicos y covalentes están localizados entre los iones/átomos que los constituyen, y por ese motivo las cerámicas son malos conductores de la electricidad y del calor. La fuerza de los enlaces iónicos y covalentes hacen de las cerámicas unos materiales duros y frágiles, y que se rompen con muy baja deformación plástica (eventualmente ninguna), y son sensibles a la presencia de defectos o fisuras en ellas. La naturaleza iónica y/o covalente de las cerámicas determina su comportamiento químico. Aunque las cerámicas y los vidrios no sufren corrosión, presentan alguna forma de degradación cuando son expuestas al medio biológico, siendo el mecanismo de la degradación dependiente del tipo particular de material considerado. Aun las cerámicas consideradas inertes quí- micamente (alúmina, por ejemplo) experimentan una degradación de sus propiedades mecánicas como consecuencia del contacto con la solución salina del medio biológico. La mayor desventaja de las cerámicas y los vidrios es su fragilidad y pobres propiedades mecánicas: aunque pueden soportar grandes cargas en compresión, fallan cuando son cargadas en tracción o en flexión; pero son empleados donde la resistencia al desgaste es de vital importancia y se utilizan, generalmente, para reparar o reemplazar tejido conectivo duro del esqueleto. Sin embargo, hay que destacar que el éxito de la aplicación depende de lograr una unión estable entre estos biomateriales y el tejido conectivo.  \citep{vallet-regi2004}

Un material compuesto es un material que está formado por dos materiales diferentes, combinados de modo tal que se puedan aprovechar las propiedades mecánicas ventajosas de cada uno de ellos. Cuando los dos materiales se combinan, el plástico que sostiene a las fibras evita que éstas se doblen y quiebren, mientras que las fibras no permiten que el conjunto se deforme. De este modo, se consigue un material mucho más resistente a la rotura que cada uno de los materiales que lo constituyen. Si bien la aplicación de materiales compuestos como biomaterial es de reciente data (aproximadamente 30 años), y su utilización está orientada a la fijación de fracturas, cemento óseo, reemplazo de cartílagos, tendones y ligamentos, etc., ha tenido mucho éxito en la fabricación de piernas artificiales. El empleo de estos materiales compuestos se está extendiendo de manera vertiginosa y ya se ha comenzado a aplicar en la fabricación de prótesis para reemplazo total de caderas. Muy pocas personas, si es que existe alguna, han podido prever hace 50 años qué tipo de materiales dominaría la tecnología biomédica actual. Sin embargo, a pesar de lo reciente del campo de los biomateriales, el avance en la ciencia y tecnología ha permitido emplear todos los materiales disponibles bajo todas las formas concebibles y se han desarrollado enorme cantidad de materiales sintéticos que tienen la virtud de poder ser sintetizados a bajo costo. Todo lo expuesto pone de manifiesto que, a pesar del supuesto trasfondo de “ciencia ficción” de “El Hombre Nuclear”, cada vez se está más cerca de poder hacer lo que se mencionaba al principio del video y reemplazar cualquier parte del cuerpo humano que esté ausente o que presente enfermedades. En un fascículo de la prestigiosa revista National Geographic, de diciembre del año 1989 apareció un artículo en el que se hacía referencia a este hecho y que se titulaba “El Hombre Biónico: Reconstruyendo al cuerpo humano desde la nariz hasta los pies”. En la actualidad hay innumerables casos en los que se ha aplicado esa frase. Un caso resonante es el de Jesse Sullivan, en los Estados Unidos de Norteamérica, quien ha perdido sus brazos en un accidente laboral y estos han sido reemplazado por prótesis artificiales. Es por ese motivo que con total justicia se lo nombra como “el primer hombre biónico”. Ahora sabemos que todo esto no se trata de ciencia-ficción, pero la pregunta que hoy nos formulamos es constituyen. Si bien la aplicación de materiales compuestos como biomaterial es de reciente data (aproximadamente 30 años), y su utilización está orientada a la fijación de fracturas, cemento óseo, reemplazo de cartílagos, tendones y ligamentos, etc., ha tenido mucho éxito en la fabricación de piernas artificiales. El empleo de estos materiales compuestos se está extendiendo de manera vertiginosa y ya se ha comenzado a aplicar en la fabricación de prótesis para reemplazo total de caderas. Muy pocas personas, si es que existe alguna, han podido prever hace 50 años qué tipo de materiales dominaría la tecnología biomédica actual. Sin embargo, a pesar de lo reciente del campo de los biomateriales, el avance en la ciencia y tecnología ha permitido emplear todos los materiales disponibles bajo todas las formas concebibles y se han desarrollado enorme cantidad de materiales sintéticos que tienen la virtud de poder ser sintetizados a bajo costo. Todo lo expuesto pone de manifiesto que, a pesar del supuesto trasfondo de “ciencia ficción” de “El Hombre Nuclear”, cada vez se está más cerca de poder hacer lo que se mencionaba al principio del video y reemplazar cualquier parte del cuerpo humano que esté ausente o que presente enfermedades.\citep{duffo2006}

Sistema óseo:  Reemplazo de articulaciones Placas para la fijación de fracturas Cemento para huesos Reparación de defectos óseos Ligamentos y tendones artificiales Implantes dentales

Sistema cardiovascular:  Prótesis vasculares Válvulas de corazón Catéter

Órganos:  Corazón artificial Placas para reparación de la piel Riñón artificial (hemodiálisis) Respiradores artificiales

Sentidos:  Lentes intraoculares Lentes de contacto  

Los biomateriales son empleados en distintos contextos y cada uno de ellos asociado a algún tipo de aplicación particular. Veamos algunas posibilidades: Para reemplazo de partes dañadas, enfermas o faltantes: máquina para diálisis renal, reemplazo de la articulación de la cadera, implantes y prótesis dentales, etc. Para asistir en cicatrizaciones y curaciones: suturas quirúrgicas, placas y tornillos para fijación de fracturas óseas, etc. Para mejorar funciones: marcapasos cardíaco, lentes de contacto, etc. En correcciones estéticas: modificación de labios, pechos, barbilla, etc. Como ayuda para diagnósticos y tratamientos: catéteres, electrodos específicos, drenajes, etc.  

La razón primaria del empleo de biomateriales se encuentra en que reemplazan fí- sicamente a un tejido blando o duro que ha sido dañado o destruido a través de un proceso patológico (enfermedad) o accidental. Aunque los tejidos y las estructuras del cuerpo humano llevan a cabo correctamente su función durante un largo perí- odo de tiempo, pueden sufrir una amplia variedad de procesos degradativos que incluyen fracturas, infecciones, cáncer, etc., y que causan desfiguraciones y/o pérdidas de la función. Bajo tales circunstancias, puede ser posible remover el tejido dañado y reemplazarlo o corregirlo por medio de un adecuado biomaterial. \citep{rhalvarez2004}

Es preciso conjugar armoniosamente una serie de elementos como las características químicas, físicas y la textura de la superficie del implante, su forma y diseño, como también la solubilidad y alta reactividad de la superficie a implantar, la presencia de bacterias en el medio de implante, el pH, los fluidos intercelulares y los factores biomecánicos. En este sentido, los materiales destinados a la fabricación de implantes deben reunir una serie de propiedades biológicas, fí- sicas, químicas y mecánicas especificas. a. Propiedades biológicas Cualquier material implantado en el organismo no debe provocar reacciones adversas que impidan obtener el efecto deseado; es decir, el material debe ser biocompatible. Por tanto para evaluar un biomaterial compatible, es necesario tener en cuenta una serie de factores:

■ Los componentes deben de ser derivados de fuentes biológicas.

■ Las unidades básicas deben ser tratables para modificar el diseño y así lograr necesidades especificas.

■ Exhibir un grado controlado de degradación del material.

■ No ser citotóxico.

■ Poseer propiedades que promuevan las interacciones célula-sustrato.

■ Producir la mínima respuesta inmune e inflamatoria.

■ Fácil y re-producible la producción, la purificación y el procesamiento del material.

■ Compatible químicamente con soluciones acuosas y condiciones fisiológicas.

■ Facilitar el crecimiento del tejido.

■ Permanecer estable en la localización implantada durante un periodo de tiempo largo como para permitir la reparación del tejido. Esto implica mínima repuesta inflamatoria y degradación relativamente lenta.\citep{a2007}

Perficiales como son la corrosión, la solubilización de algunos componentes o su desintegración en función del tiempo. De este modo el material debe poseer un apropiado grado de degradación para asegurar el mantenimiento de una estructura necesaria desde el momento de implante hasta que el nuevo tejido formado sustituya al soporte. En este sentido es bien conocido el aumento en la degradación de un material dependiendo de la porosidad del mismo [17]. Algunas de las propiedades físico - químicas más importantes de los biomatriales son la cristalinidad, el comportamiento térmico, el comportamiento mecánico y la resistencia a la degradación química en general. El concepto de cristalinidad de un polímero no es similar al que se utiliza en materiales metálicos o cerámicos. Estos compuestos son muy cristalinos y presentan un gran orden a larga distancia. Este no suele ser el caso de la mayoría de los materiales poliméricos donde el orden principal es en el empaquetamiento entre cadenas poliméricas. En el caso del comportamiento térmico hay que distinguir tres temperaturas, la de fusión, la de descomposición y la de transición vítrea.  \citep{ke2005}

Los materiales seleccionados como implantes deben poseer unas propiedades mecánicas adecuadas como son la rigidez, porosidad, interconectividad y tamaño de poros, superficie específica, permeabilidad y rugosidad del sustrato. Las características de la superficie del implante: rugosidad, grado de pulido, porosidad, potencial eléctrico, humectación y comportamiento hidrofóbico o hidrófilo, son factores decisivos que afectan su compatibilidad y determinarán la interacción del implante con las células adyacentes y su capacidad de colonizar su superficie. La rigidez de un implante indica la mayor o menor deformación que experimenta ante la aplicación de cargas y se determina mediante el módulo de elasticidad. En este sentido, un estudio in vitro  en el cual se cultivaron células de origen neural sobre biomateriales de distinta rigidez demostró que existía una predisposición por parte de las neuronas para crecer sobre sustratos flexibles, mientras que los astrocitos se extendían y se adherían mejor a sustratos más rígidos. La rigidez mecánica, puede afectar a procesos de locomoción celular, morfología, adhesión celular e incluso a la expresión de ciertas proteínas del citoesqueleto. La tensión que la célula es capaz de establecer depende de las propiedades inherentes de la matriz; una matriz relativamente rígida soportará una fuerza celular mayor que otra más blanda, favoreciendo que la célula se extienda sobre su periferia. No todos los tipos celulares parecen ser sensibles a la rigidez del sustrato, y no todos los tipos celulares mecano-sensitivos responden de forma similar a los cambios en la rigidez del sustrato. Muchas células estudiadas se extienden, se adhieren y sobreviven mejor en matrices rígidas, mientras en otros casos lo hacen sobre matrices blandas.\citep{a1998}

La aplicación de biomateriales en el sistema nervioso central está cada vez más extendida aunque existen numerosos problemas. Así, el tratamiento quirúrgico de las lesiones de los nervios periféricos se enfrenta a un gran problema cuando se trata de conectar nervios seccionados, mediante la utilización de injertos a modo de puentes que superan longitudes superiores a 10 mm. En los últimos años, se han utilizado diferentes matrices biogénicas con el fin de crear un ambiente favorable para la regeneración del nervio. La fibronectina o las matrices de colágeno han demostrado que favorecen los procesos de regeneración y reconstrucción del nervio periférico. Una alternativa para la regeneración   del nervio ha sido el uso de biomateriales sintéticos que favorezcan el crecimiento axonal como los filamentos de ácido poliglicólico combinado con laminina (LN) o colágeno, y los materiales sintéticos basados en poli(glicerol sebacato) para apoyar el crecimiento axonal con la reducción de la formación de cicatrices. Sin embargo, cuando se trata de establecer puentes que unan largas distancias (>10 mm) no se han obtenido resultados satisfactorios. En este sentido, se ha propuesto que el fracaso en esta estrategia podría ser una combinación de diversas razones, como la ausencia de factores neurotróficos entre las uniones proximal y distal o la ausencia de las células de Schwann (SCs) y diferentes grupos han demostrado que realizando una siembra previa de células de Schwann en injertos artificiales mejoran los resultados en las estrategias de regeneración del nervio, y que el cultivo de este tipo de células en diferentes matrices acelulares o sustratos sintéticos podría proporcionar un ambiente adecuado para favorecer la capacidad de regeneración axonal. \citep{jh2006}  

Para concluir esta investigacion sobre  los biomateriales , se pueden definir como materiales biológicos comunes tales como piel, madera, o cualquier elemento que remplace la función de los tejidos o de los órganos vivos. En otros términos, un biomaterial es una sustancia farmacológicamente inerte diseñada para ser implantada o incorporada dentro del sistema vivo.

Los biomateriales se implantan con el objeto de remplazar y/o restaurar tejidos vivientes y sus funciones, lo que implica que están expuestos de modo temporal o permanente a fluidos del cuerpo, aunque en realidad pueden estar localizados fuera del propio cuerpo, incluyéndose en esta categoría a la mayor parte de los materiales dentales que tradicionalmente han sido tratados por separado.

Debido a que los biomateriales restauran funciones de tejidos vivos y órganos en el cuerpo, es esencial entender las relaciones existentes entre las propiedades, funciones y estructuras de los materiales biológicos, por lo que son estudiados bajo tres aspectos fundamentales: materiales biológicos, materiales de implante y la interacción existente entre ellos dentro del cuerpo. Dispositivos como miembros artificiales, amplificadores de sonido para el oído y prótesis faciales externas, no son considerados como implantes.  Asimismo los biomateriales pueden ser de origen artificial (metales, cerámicas, polime  implantes.  Asimismo los biomateriales pueden ser de origen artificial (metales, cerámicas, polimeros) o biológico (colágeno, quitina, etc.)