I biomateriali sono materiali utilizzati a stretto o diretto contatto con il corpo per aumentare o sostituire i materiali difettosi. I biomateriali devono essere compatibili con il corpo in modo che il corpo non li rifiuti. Tuttavia, in alcuni casi, i biomateriali come i trapianti di organi causano il rigetto, che può essere affrontato attraverso farmaci anti-rigetto.
Tuttavia, i biomateriali non devono essere materiali viventi o una volta viventi. Possono essere anche di origine sintetica. Ad esempio, shunt e pacemaker sono entrambi considerati biomateriali. Gli shunt Gore-tex® sono un eccellente esempio di biomateriali utilizzati per bypassare le arterie ostruite o per fornire nuovi percorsi per il sistema circolatorio. Tendono ad avere il vantaggio di rimanere sani e non disintegrarsi. Tuttavia, poiché non sono viventi, tali shunt posti nei bambini possono essere troppo grandi e richiedere la sostituzione.
Alcuni biomateriali sono di natura organica. Questi includono materiali come il collagene o il grasso, spesso utilizzati nelle applicazioni di chirurgia plastica. Altri biomateriali possono includere arterie o vasi prelevati da cadaveri, o da fonti suine, che significa maiale, o bovine, che significa mucca. Se si fa sostituire una valvola cardiaca maggiore, si sceglie spesso tra un omografo, prelevato da un cadavere, o un allografo, prelevato da un maiale o da una mucca. Un’ulteriore scelta è una valvola artificiale, come quella in Gore-tex®.
Molti chirurghi preferiscono i biomateriali organici rispetto a quelli inorganici. Tuttavia, nessuno di questi biomateriali crescerà con il corpo. Gli omografi e gli allografi hanno anche un tasso di coagulazione del sangue leggermente inferiore rispetto alle valvole artificiali, e quindi possono essere preferiti da chirurghi o pazienti.
Altri biomateriali includono alcuni metalli, che potrebbero essere utilizzati nella ricostruzione di ossa o articolazioni. Ad esempio, le prese per giunti sferici in metallo possono essere utilizzate nelle ginocchia o nelle anche e tendono a offrire un ottimo supporto per coloro che richiedono la sostituzione dell’articolazione.
Alcuni biomateriali sono effettivamente vivi. Questo è il caso in particolare dei trapianti di organi. Ci si aspetta che gli organi crescano e si sviluppino con il corpo e sono sostituti migliori delle fonti non viventi. In alcuni casi, viene utilizzata una fonte non vivente come un cuore artificiale o un dispositivo di assistenza ventricolare sinistra (LVAD) mentre le persone aspettano un trapianto di cuore. Queste sostituzioni artificiali tendono a non funzionare per lunghi periodi di tempo, sebbene possano fornire a qualcuno i giorni in più o anche alcuni mesi di cui hanno bisogno in attesa di ricevere un trapianto.
Altri biomateriali comuni sono utilizzati nelle applicazioni di chirurgia plastica. Gli impianti di polpaccio, seno, guancia, mento e glutei sono tutti considerati biomateriali. Occasionalmente, i chirurghi plastici prelevano grasso o pelle dal corpo di un paziente da utilizzare in un’altra parte del corpo. I grafici della pelle sono spesso usati per coprire le cicatrici e sono più utili per coprire ampie aree di pelle bruciata, che tende a non rigenerare nuovo tessuto cutaneo.
Uno dei biomateriali cutanei più interessanti utilizzati di recente è stato il primo trapianto facciale, eseguito da chirurghi in Francia. La donna che ha ricevuto il trapianto ha ricevuto un trapianto facciale parziale, comprese nuove labbra e un nuovo naso nel 2005. Finora, il suo corpo non ha rifiutato questo trapianto. Questo primo trapianto riuscito può rivelarsi particolarmente utile per coloro i cui volti hanno subito traumi gravi e irreparabili.