Biomechanics of biomaterials used in soft tissue regenerative

Abstract

Biodegradable polymers have been used in implantable medical devices, such as suture fibers, fixation screws and soft tissue engineering devices. Apart from biological compatibility, these devices shall also be functional compatible and perform adequate mechanical temporary support during the healing process. In regenerative medicine, the scaffold that will provide this temporary support should simultaneously enhance cellular adhesion, proliferation and remodeling of new tissue. In soft tissue applications, biodegradable polymers are the materials of election. These materials undergo through a process of degradation, mainly controlled by hydrolysis, leading to a reduction of molecular weight, followed by reduction of strength and finally a reduction of mass until it is totally absorbed and assimilated by the host. Fatigue/creep damage also contribute to the progressive decrease of mechanical properties. Meanwhile, cells cultured over the scaffold will produce the new tissue that will gradually replace the material biomechanical functions.

Os polímeros biodegradáveis têm sido utilizados em dispositivos médicos implantáveis, como fios de sutura, parafusos e dispositivos para engenharia de tecidos moles. Além da compatibilidade biológica, tais dispositivos devem apresentar compatibilidade funcional e desempenhar funções temporárias de suporte mecânico durante o processo de cura. Em medicina regenerativa, este suporte temporário deve favorecer a adesão celular, a sua proliferação e a remodelação de novo tecido. Em engenharia de tecidos moles os polímeros biodegradáveis são os materiais de eleição. Estes materiais sofrem um processo de degradação, controlado sobretudo hidrólise, e que resulta numa redução do peso molecular, seguida de uma redução da resistência mecânica e finalmente uma redução da massa até a completa absorção e assimilação pelo organismo. O dano por fadiga/fluência também contribui para a progressiva diminuição das propriedades mecânicas. Entretanto, as células cultivadas sobre o suporte vão produzir o novo tecido que vai gradualmente substituir as funções biomecânicas do material.