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Trabalho sobre novos materiais - biomateriais e compósitos (o que são, tipos, etc...), realizado no âmbito da disciplina de Química (12º ano).
O século XXI é o século dos novos materiais em diversas frentes da ciência: vidros ultra resistentes, plásticos mais resistente que o aço, ou electrocondutores como os metais; ferro e cerâmica facilmente moldáveis, cerâmicas condutoras…
Investigadores vêm dedicando esforços para encontrar materiais com características adequadas para a restauração e substituição dos tecidos no corpo humano.
A utilização de materiais sintéticos, para a substituição ou aumento dos tecidos biológicos, sempre foi uma grande preocupação na área da medicina. Para responder a essa necessidade foram criados diversos dispositivos de metais, cerâmicas, polímeros e mais recentemente compósitos.
Muitos destes materiais não são “novos” na verdadeira ascensão da palavra, as características mais promissoras destes podem estar ligadas ao desenvolvimento de equipamentos e de técnicas de análise e de controlo. O desempenho do biomaterial sempre foi motivo de interesse por parte de fabricantes e estudiosos.
Comparados com os materiais do passado, os “Novos Materiais” são mais leves, resistentes e moldáveis, sendo assim mais apelativa a sua utilização por parte de construtores e técnicos das mais variadas áreas.
Este trabalho vai dar a conhecer um pouco dos “Novos Materiais”, quer Biomateriais que os Compósitos, assim como as suas principais características e utilizações.
Imitar a matéria viva e até dialogar com ela… os Biomateriais são capazes de o fazer.
Biomaterial é uma substância ou uma mistura de substâncias, natural ou artificial, que vai actuar em sistemas biológicos, como tecidos e órgãos. Os biomateriais são um campo de aplicação de materiais poliméricos e compósitos e podem ser definidos como todos os materiais destinados a possuir uma interface com os sistemas biológicos para avaliar, tratar, aumentar ou substituir qualquer tecido, órgão ou função do corpo.
A maioria das pessoas associa o conceito de biomateriais a materiais de origem natural, ou biopolímeros, no entanto esta definição não é inteiramente correcta uma vez que existem biomateriais de origem sintética que podem contactar directamente com o organismo e desempenham diversas funções benéficas na área da saúde.
Vários tipos de ciências, como a nano-tecnologia, engenharia dos materiais ou a engenharia dos tecidos, têm vindo a desenvolver em conjunto importantes avanços no ramo dos biomateriais. O processo de fabricação engloba várias etapas importantes, entre elas, a selecção de material, onde podem ser utilizados metais ou ligas metálicas, materiais cerâmicos, compósitos, tecidos ou malhas de poliéster e polímeros de natureza variada e a análise de quantidades é outra das etapas fundamentais no processo de fabrico dos Biomateriais. O estudo de possíveis reacções no organismo é também muito importante no seu fabrico e esse estudo requer uma cuidada análise química, fisiológica e mecânica da relação biomaterial-organismo. O papel das três ciências referidas anteriormente nestas etapas de fabrico tem uma importância crucial.
Para que seja fabricado um Biomaterial onde os resultados sejam os esperados e o consumidor saia satisfeito é preciso passar por um meticuloso processo durante o seu fabrico. Este processo implica grandes gastos económicos o que faz dos países mais desenvolvidos os únicos capazes de investir e consequentemente onde existe uma maior taxa de usufruto.
A história dos biomateriais pode ser dividida em três fases ou gerações, no entanto esta divisão varia de investigador para investigador não se sabendo ao certo qual a mais acertada:
A primeira mostra-se empírica e ancestral, onde a necessidade e não o design, era responsável pelo uso do biomaterial. Foi a era de ouro, aço, marfim, madeira e vidro, entre outros. Nesta geração eram utilizados materiais maioritariamente naturais. Olhos de vidro, dentes de ouro, coroas dentárias de chumbo entre outros são aplicações exemplificativas desta geração.
A segunda geração é compreendida, até meados do século XX e inclui metais e ligas de titânio para implantes dentários, ortopédicos de cobalto-cromo-molibdénio, os polietilenos de peso molecular e densidade muito altos (UHMWPE) para a reposição de articulação, as válvulas cardíacas e os pacemakers.
Esta geração empregou materiais comuns, mas com maior grau de engenharia, aplicando experiências da primeira geração e conectando conhecimentos de medicina, engenharia e ciência dos materiais.
Nesta, considerada, a segunda geração de biomateriais foram utilizados materiais inertes, quer isto dizer que eram materiais teoricamente ignorados pelos tecidos vizinhos, sem provocar reacções inflamatórias ou infecciosas no local de implantação.
Recentemente surgiu a designada terceira geração e emergiu a partir de várias pesquisas para que os materiais durem muito mais tempo do que os já existentes e serem mais bem adaptados à vida prolongada no ambiente do corpo humano.
Neste campo, são poucos os exemplos no mercado, pois muitos estão em desenvolvimento. São exemplos desta etapa os implantes para regenerar o tecido e não simplesmente substituí-lo, como a pele artificial (Integra® Life Science), cartilagem para regeneração de articulações (Carticel®, Genzyme Co.), cimentos ósseos reabsorvíeis, componentes biológicos geneticamente modificados (como células ou proteínas morfogenéticas ósseas - BMP2) associadas com cerâmicas de fosfato de cálcio, colagénio, superfícies de titânio com revestimentos nanométricos de cerâmicas de fosfato de cálcio (estruturas tridimensionais de cerâmicas de fosfato de cálcio associadas às células.)
Um dos principais problemas dos biomateriais reside no fenómeno de rejeição pelo sistema imunitário.
A biocompatibilidade, ou seja, o desempenho dos biomateriais e a resposta dos tecidos vivos à presença de materiais estranhos, é influenciada por diferentes factores, nomeadamente por características intrínsecas dos materiais utilizados e por condições do doente (idade, sexo, estado geral de saúde, estilo de vida, etc.) assim como pela qualidade das intervenções médicas.
Desde a antiguidade que são utilizados materiais para substituição de tecidos vivos, como por exemplo, dentes de ouro e globos oculares de vidro. No entanto foi apenas no século XX que a utilização de implantes se generalizou. As definições de biomaterial e biocompatibilidade foram pela primeira vez estabelecidas por David Williams em 1987, que definiu estes dois conceitos da seguinte forma: “O Biomaterial é um material viável usado em dispositivos (médicos), projectado para interagir com sistemas biológicos.”, a biocompatibilidade é, por sua vez “a capacidade de um material, numa situação específica, desencadear uma resposta adequada no paciente.”
Mas se a biocompatibilidade era um desafio há alguns anos, actualmente não representa qualquer obstáculo. Nos dias de hoje sabemos enxertar agrupamentos químicos idênticos aos que encontramos nos tecidos vivos, tecidos estes que são específicos para cada individuo e podem ser identificados por outras células do organismo como fazendo parte do mesmo.
Tal como Williams definiu nos anos 80, ainda hoje a biocompatibilidade dos materiais utilizados em biomedicina é uma das características que deve ser tida em conta no processo de selecção de materiais.
O desempenho dos biomateriais depende da composição química, da morfologia e da macro e microporosidade. As propriedades mais importantes são a cristalinidade e as propriedades elásticas, a hidrofobicidade, a resistência à corrosão e ao desgaste, a cor, a resistência térmica e as propriedades reológicas, ou seja a viscosidade.
Os materiais biodegradáveis, como os polímeros, podem ser decompostos naturalmente e seus produtos permanecerão dentro do corpo humano. Os materiais biorreabsorvíveis são degradados após um período de tempo e os produtos resultantes são atóxicos para efeitos de eliminação gradual. A degradação química ocorre de duas formas:
As vantagens do uso de polímeros biodegradáveis em relação aos materiais metálicos tradicionais incluem a redução da capacidade de tensão acumulada, o alívio de dores e a eliminação da necessidade da segunda cirurgia para a remoção dos implantes metálicos.
Por exemplo no caso de existir uma deficiência ao nível do osso, pode ser colocada uma prótese ajustada ao defeito e com determinados valores de porosidade da bio estrutura e ajustada ao nível da adesão com as células ósseas, de modo a que a prótese sirva apenas de estrutura ao crescimento ósseo para que o defeito seja corrigido, ou seja, o osso cresce à medida que a prótese se vai degenerando. Assim uma cirurgia para a remoção desta estrutura é evitada.
O polietileno é provavelmente o polímero mais utilizado no dia-a-dia. Este polímero pode ser encontrado em inúmeras aplicações, desde embalagens, frascos de shampoo e de iogurtes, assim como em coletes à prova de bala. É um material versátil, com uma estrutura muito simples, a mais simples de todos os polímeros comerciais. Uma molécula de polietileno consiste numa cadeia larga de átomos de carbono, com os átomos de hidrogénio unidos a cada átomo de carbono.
O tipo de polietileno mais utilizado em biomédica é o polietileno de alta densidade e elevado peso molecular (Ultra High Molecular Weight Polyethylene - UHMWPE), que possui propriedades físicas e mecânicas melhoradas e que quase não tem ramificações, possuindo no entanto, uma cadeia extremamente longa.
Processado por polimerização, o UHMWPE possui um conjunto de características que o torna superior aos outros termoplásticos quanto à resistência à abrasão, resistência à fractura por impacto, resistência a fissuras, inércia química, baixo coeficiente de atrito, auto lubrificação, absorção de ruídos e não absorção de água. Além destas, o UHMWPE possui outras duas características imprescindíveis no seu uso ao nível biomédico: propriedades antioxidantes e o facto de ser biocompatível. A massa molar do UHMWPE é elevada, (3 – 8×106 g/mol), o que faz com que a sua viscosidade seja extremamente elevada no estado fundido, aproximando o seu índice de fluidez a zero.
As tendências de utilização do UHMWPE estão a crescer de forma bastante acentuada sendo que, nos últimos vinte anos, houve um crescimento de mais de 600% na sua utilização ramo biomédico, mais concretamente ao nível das artroplastias. O UHMWPE é maciçamente utilizado na produção de próteses de rótulas e quadris e na junção do osso a próteses de outros tipos de material pois, como já foi referido, é um material com pouco atrito.
Certos biomateriais utilizados para colmatar os defeitos do esqueleto favorecem o crescimento de tecido ósseo. Estes implantes são cobertos por uma camada de cerâmica de hidroxiapatite.
A composição e a estrutura deste material são tão semelhantes com a do osso que este começa a crescer com ele.
A Hidroxiapatite é formada por fosfato de cálcio cristalino (Ca10(PO4)6(OH)2) representam um depósito de 99% do cálcio corporal e 80% do fósforo total. O esmalte que cobre os dentes contém o mineral hidroxiapatite. Sendo um material bioactivo, consegue integrar-se nas estruturas ósseas e suportar o crescimento do osso, sem partir ou dissolver. Este facto deve-se à ligação química directa com os tecidos duros. Ao revestir as próteses com hidroxiapatite espera-se que quando inseridos no corpo humano, a interacção entre este e o implante conduza à formação de um tecido ósseo vivo em torno do implante, osseointegração.
A alumina (Al2O3) é um material altamente inerte e resistente à maioria dos ambientes corrosivos, incluindo o ambiente altamente dinâmico que é o corpo humano. Sob condições fisiológicas é praticamente inerte, 
causando pouca ou nenhuma resposta dos tecidos em volta e mantendo-se essencialmente inalterado. No entanto, o corpo humano a reconhece como material estranho e procura isolá-lo formando uma camada de tecidos fibroso não aderente em volta do implante onde necessário. Existem uma série de características que fazem da aluminia um excelente biomaterial, entre elas, o seu elevado grau de inércia química sob condições fisiológicas e uma dureza excelente.
Devido à possibilidade de polimento com alto acabamento superficial e sua excelente resistência de uso, alumina é muito utilizada em próteses de substituição de articulações. Tais aplicações incluem articulações do fémur e substituições de ancas e rótulas.
Cabeças femorais de alumina são utilizadas em conjunto com uma haste femoral metálica e um copo acetabular feito de polietileno de peso molecular muito alto (UHMWPE). Alumina porosa também pode ser utilizada para repor largas secções de osso que tenham sido removidas devido a 
doenças, como cancro. Estes podem possuir o formato de anéis concêntricos em volta de um pino metálico, inseridos acima do centro do osso remanescente.
A natureza porosa destes implantes permite que o osso cresça dentro dos poros, efectivamente, a alumina, tal como a hidroxiapatite, estimula nova formação de ossos. A alumina também é utilizada em aplicações dentárias, especificamente para substituição de dentes. Em muitos destes casos alumina de cristal simples ou safira são utilizados. No entanto, actualmente tem sido substituída por outros materiais, como porcelana dentária.
Dentre os diversos biomateriais desenvolvidos, actualmente, existem os biovidros sintetizados para ter comportamento fisiológico específico como material constituinte de próteses ou como material de preenchimento para reparação de defeitos ósseos. Devido à resposta da superfície activa destes tipos de materiais, eles foram aceites como biomateriais bioactivos.
Diversas composições de biovidros foram preparadas por Hench e colaboradores à base de SiO2, Na2O, CaO e P2O5, em diferentes composições, e são conhecidas por serem altamente bioactivos, e têm sido usados em clínicas como preenchedor ósseo de cavidades e como substituto de massa óssea perdida em determinados traumas. Esses biovidros são indutores de formação de trabéculas no osso (pequenas porções de tecido ósseo denso e modelado) e de partes completas de osso em algumas regiões. As primeiras formam-se num período de 2 a 7 dias, enquanto as segundas se formam num maior período de tempo. A conexão osso/implante é possível devido a uma propriedade presente nos biovidros denominada osteoindutora, que facilita a regeneração óssea. Entretanto, análise qualitativa e quantitativa de ensaios in-vivo na geração de ossos são importantes para se estabelecer se as características deste material permitem que este seja biocompatível com o corpo humano.
Esses biovidros perdem iões sódio para o meio e formam um filme superficial rico em SiO2, o que provoca a formação de uma camada de gel de fosfato de cálcio, inicialmente amorfo e que gradualmente evolui para uma camada policristalina de aglomerados de apatita. Neste processo ocorrem ligações químicas entre a superfície vítrea e o tecido ósseo recém-formado na região de intervenção cirúrgica. Estas ligações entre as partículas de biovidros e os fluidos dos tecidos vizinhos resultam na formação de uma sílica gel, a qual é coberta rapidamente por uma camada rica em cálcio-fósforo
Devido à resposta da superfície activa destes tipos de materiais, eles foram considerados biomateriais bioactivos.
UM-W é tipo de biovidros que une espontaneamente o osso vivo sem formar o tecido fibroso em redor. Um vidro-cerâmico bioactivo também desenvolvido foi o Bioverit® também foi desenvolvido e contém apatita e Flogofite ele é usado em aplicações clínicas como vértebras artificiais.
Zircónio é um elemento químico de símbolo Zr de número atómico 40.
A fórmula química do óxido de zircónio é ZrO2. Esse óxido existe na natureza na forma de um mineral raro, chamado baddeleyíta. Existe, porém, óxido de zircónio artificial, que tem a mesma composição química, mas apresenta uma estrutura cristalina cúbica.
Os implantes cerâmicos de ZrO2 tiveram uma ascensão controversa pois havia certas características que a tornavam pouco viável, entre elas, a degradação em lubrificantes de água e influência na fricção e desgaste por longo uso. Um dos fabricantes actuais de cabeças femorais de ZrO2 melhorou este óxido convencional, conduzindo-o a uma maior resistência a todos os níveis.
Hoje em dia as principais aplicações da cerâmica de óxido de Zircónio são ao nível dos implantes ortopédicos mais propriamente da cabeça do fémur.
Teste realizados mostraram que o uso de copos acetabulares de UHWMPE são mais eficazes em cabeças femorais de ZrO2 do que em cabeças da liga Co-Cr, uma vez que provoca menos desgaste a este polietileno.
Também ao nível da medicina dentária ZrO2 é amplamente utilizado em pontes, coroas e para brackets ortodônticos.
Habitualmente as fixações dentárias são metálicas. Os primeiros doentes a receber fixações dentárias de ZrO2 (como mostra a figura) foram pacientes com intolerância a metais. O óxido de zircónio é o material mais utilizado neste tipo de implantes por ser bioactivo, por não conter radicais livre como algumas ligas metálicas, por ser resistente e por ser esteticamente melhor devido à cor branca.
Este tipo de pele foi inicialmente criado a partir de um material de origem biológica chamado fibrina-agarose.
A fibrina consiste num agregado das plaquetas na região onde houve rompimento dos vasos sanguíneos, essa 
proteína irá produzir uma rede que estanca o sangue, pois forma o coágulo. Os constituintes do sangue ficam presos na rede de fibrina, dessa forma esta impede a hemorragia.
Os cientistas utilizaram uma técnica á qual chamaram de engenharia de tecidos. Inicialmente, os pesquisadores seleccionaram as células que seriam empregadas na geração da pele artificial. A seguir, eles analisaram a evolução da cultura in-vitro e, por fim, fizeram um controle de qualidade dos tecidos enxertados em ratos sem pêlos verificando a excelente maturação e desenvolvimento da pele artificialmente criada.
Esta técnica permitiu aos pesquisadores avaliar factores como a proliferação celular, a presença de marcadores de diferenciação morfológica e o desenvolvimento da pele artificial no organismo receptor.
As células de pele humana necessárias para o início do desenvolvimento foram obtidas a partir de biopsias feitas em pacientes.
Os cientistas usaram a fibrina retirada das células saudáveis dos tecidos dos doadores. A seguir eles adicionaram ácido tranexâmico, para evitar a fibrinólise, ou seja, evita que a fibrina se destrua, e cloreto de cálcio para precipitar a coagulação da fibrina, e 0,1% de agarose.
Este processo foi acompanhado por várias técnicas de microscopia, o que permitiu a verificação do desenvolvimento do tecido artificial a nível celular.
Esta descoberta pioneira permitiu a utilização de pele artificial humana em pacientes, além das pesquisas terem sido realizadas em animais.
Além disso, destacam os cientistas, a descoberta é útil no desenvolvimento de novas estratégias de tratamento de patologias dermatológicas.
A pele criada em laboratório apresentou boas taxas de biocompatibilidade com o receptor e nenhum sinal de rejeição, degenerescência ou infecção. Outros substitutos artificiais da pele já foram criados com outros biomateriais, como colagénio, fibrina, ácido poliglicólico, quitosana e outros.
Um coração artificial é um dispositivo mecânico que substitui o coração, este tipo de corações são 
normalmente utilizados temporariamente até que seja efectuado um transplante definitivo de coração de um dador, e num número reduzido de casos, para substituir permanentemente o coração no caso não surja um dador compatível.
O modelo mais utilizado foi criado pela Abiomed e é denominado AbioCor.
O AbioCor é composto por uma liga de titânio e por um polímero denominado poliuretano. Este é conectado a quatro locais: à aurícula direita e esquerda, artéria aorta e pulmonar.
Pacientes com este coração possuem ainda as artérias que batem simultaneamente, mas o Abiocor, que substitui ambos os ventrículos, só pode forçar o sangue a sair de um ventrículo de cada vez. Assim, ele enviará sangue, alternadamente, aos pulmões e, depois, ao corpo, em vez de fazer as duas coisas ao mesmo tempo, como o coração natural. O AbioCor consegue bombear mais de 10 litros por minuto, o que é suficiente para as atividades cotidianas.
Na medicina, um stent é uma endoprótese (prótese interna) expansível, que consiste num tubo metálico, 
geralmente de nitinol, aço e ligas de cromo e cobalto.
Este tubo contém perfurações e é inserido num vaso com o objectivo de impedir diminuições significativas no diâmetro deste e, consequentemente impedir a constrição do fluxo no local causada por entupimento das artérias.
Embora o uso mais comum dos stents seja nas artérias carótidas, coronárias e ilíacas, eles são amplamente utilizados noutras estruturas, como as artérias e veias centrais, ductos biliares, esófago, traqueia, ureteres e uretra.
Existem dois tipos de stent: o farmacológico, cuja superfície é recoberta por medicamento, e o convencional.
Este dispositivo deve conter certas características para que o seu uso seja viável e eficaz. O stent deve ser flexível e expansível para que se adapte perfeitamente aos vasos, deve ser também resistente à compressão das veias e à pressão sanguínea para que não se danifique facilmente.
O stent deve ser fabricado não só de um material biocompatível, para que não se desencadeie mecanismos de rejeição pelo corpo, como também de um material anticorrosivo (pouco biodegradável) para que não hajam alterações no dispositivo que poderão levar a infecções no corpo.
Um compósito é qualquer material que seja constituído por dois ou mais componentes com características físicas e químicas divergentes. Quando se encontram separados cada componente apresenta características específicas, mas quando misturados eles formam um compósito com um conjunto de propriedades que eram impossíveis de obter individualmente. Os materiais que vão constituir o compósito podem ser classificados em dois tipos: o material matriz e o material de reforço.
Estes dois componentes que vão constituir o compósito vão ter diferentes funções no que diz respeito às características que o compósito final vai obter. A componente da matriz de um compósito tem como função a protecção do reforço contra o meio envolvente, mater a posição deste e proteger o compósito do dano durante o manuseamento. O material de reforço confere a resistência ao compósito, pois normalmente são mais fortes e resistentes
Existem diferentes tipos de material que podem constituir a matriz dos compósitos. Se a matriz for constituída por um polímero, termoendurecível e/ou termoplástico, esta é denominada de matriz polimérica. No caso de o material da matriz ser constituído por uma liga leve de alumínio, ligas de magnésio ou ligas de titânio, a matriz é denominada metálica. Se a matriz do compósito for constituída por carbonetos e nitretos terá o nome de matriz cerâmica. A matriz de um compósito pode ainda ser constituída por um outro material, o carbono.
O outro componente do compósito, o material de reforço, pode se caracterizar como um material inorgânico (vidros e carbonos), orgânico (aramidas e poliamidas), metálicos (boro, alumínio, etc.) e cerâmicos (carbonetos e nitretos).
Fibra de Vidro
É o material compósito produzido basicamente a partir de uma resina poliéster ou outro tipo de resina (a matriz) reforçada com pequenas partículas de vidro (material de reforço) e posterior aplicação de uma substância catalisadora de polimerização.
O material resultante é geralmente altamente resistente, possui excelentes propriedades mecânicas e baixa densidade.
Permite a produção de peças com grande variedade de formatos e tamanhos, tais como, cascos e hélices de barcos, fuselagens de aviões, caixas d'água, piscinas, pranchas de surf, recipientes de armazenamento, peças para inúmeros fins industriais em inúmeros ramos de actividade, carroçarias de automóveis, na construção civil e em milhares de outras aplicações.
Existem algumas características que fazem deste, um material com uma grande utilidade para o Homem. É um material extremamente leve, de elevada resistência mecânica, é incombustível e um bom isolante térmico e eléctrico.
Fibra de carbono
Este compósito tem como material de matriz uma resina polimérica designada epóxi e como material de reforço a fibra de carbono.
Devido não só à sua resistência mecânica e térmica, mas também devido à sua leveza, este compósito tem diversas utilizações. É utilizado em acessórios de desporto tais como, tacos de golf, sticks de hockey, protecções de joelhos e cotovelos, capacetes, raquetas, skis, pranchas, remos; e na construção de veículos (carros, motas, barcos e aeronaves).
Fibra de Aramida
Este compósito é constituído por uma matriz polimérica de epóxi e por o material de reforço, a fibra de aramida. Este compósito, também conhecido por Kevlar®, tratasse de uma fibra com elevada resistência mecânica e muito leve. O Kevlar® é resistente ao calor e pode ser até sete vezes mais resistente que o aço, por unidade de peso.
Estas características tornam este compósito extraordinariamente útil no fabrico nos artigos de segurança, tais como, cintos de segurança, cordas e coletes à prova de bala. Este compósito é também utilizado em construções aeronáuticas, velas dos barcos e em algumas raquetes de ténis. O Homem utiliza este material em objectos/peças que estão sujeitas a condições extremas de pressão e força, devido às suas características já referidas.
Como já foi referido existem outros tipos de compósitos, cuja material matriz pode ser de origem diferente (metálico ou cerâmico). No entanto o uso destes compósitos é em reduzido número comparado com o uso dos compósitos poliméricos. A principal razão para isto é o facto de ser economicamente mais rentável a produção de compósitos poliméricos, e, uma vez que as características destes não diferirem muito das características dos compósitos cerâmicos e metálicos, o Homem opta por utilizar o material com a melhor relação utilidade/preço.
Apesar de ser utilizados em reduzido número os compósitos metálicos e cerâmicos também estão presentes no nosso dia-a-dia.
Os compósitos cerâmicos têm uma elevada resistência ao calor, são quimicamente inertes e têm uma melhor resistência à erosão, dai serem utilizadas em ferramentas de corte, como por exemplo as brocas.
Os compósitos metálicos por sua vez são matérias com elevada resistência, superior até a alguns compósitos poliméricos, dai a sua utilização ser mais frequente na indústria aeronáutica (civil e militar) e na indústria da energia.
As matrizes cerâmicas podem ser carboneto de silício, carboneto de boro ou nitreto de alumínio, e o reforço pode ser, entre outros, a alumina.
A matriz metálica mais usual é a matriz de alumínio.
Os Biomateriais constituem uma série de produtos utilizados em vários sectores da saúde como ortopedia, cardiologia, odontologia, entre outros. Também são veículos para o carreamento de fármacos, como o Stent. 
Prevê-se que nas próximas décadas o ramo dos biomateriais viverá a sua época de maior expansão em todas as áreas.
Uma das particularidades do estudo deste ramo dos materiais é o grande número de ciências envolvidas e as diversas e possíveis aplicações de usabilidade dos biomateriais.
O uso de materiais de reforço em alguns materiais confere-lhe certas características únicas, impossíveis de alcançar em separado – compósitos. Estes materiais estão a ser amplamente utilizados nas mais variadas áreas entre elas, o desporto, a aeronáutica, a construção de carros e motas, etc. Muitas vezes estes são materiais de eleição devido a uma mais leveza e resistência, entre outras características já mencionadas.
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