Prótesis con tasa de degradación controlada

Un estudio de la UPV/EHU-Universidad del País Vasco ha mejorado las aleaciones de magnesio para prótesis degradables, haciendo innecesaria la necesidad de cirugía adicional

Dado que las aleaciones de magnesio son degradables, podrían proporcionar una alternativa a los metales tradicionalmente utilizados como prótesis, piezas de conexión para curar huesos o como stents para problemas cardiovasculares. Un estudio de la Facultad de Ingeniería de la UPV/EHU en Bilbao ha conseguido avanzar en uno de los puntos débiles del nuevo material: se ha ajustado su velocidad de degradación aplicando a la superficie una capa de fosfato cálcico mediante electrodeposición, y la el espesor de la capa se ha ajustado con precisión.

Los bimetales se han utilizado durante mucho tiempo en medicina, principalmente en prótesis, pero también en piezas de conexión para curar huesos o en stents utilizados para resolver problemas cardiovasculares, entre otras cosas. Los metales más utilizados tradicionalmente —acero inoxidable y aleaciones de titanio— ofrecen ventajas, como su resistencia a la corrosión en el medio fisiológico, pero también inconvenientes, como la reducción de la densidad ósea próxima a la prótesis, lo que conlleva una pérdida de resistencia ósea . Además, en muchas ocasiones es necesario realizar una cirugía adicional para retirar el material una vez que ha cumplido su función.

Para solucionar estos problemas, se están realizando numerosas investigaciones sobre otros materiales, como el grupo formado por el magnesio y sus aleaciones. “Lo que hace especialmente atractivo a este material es su capacidad de disolución en el medio fisiológico, es decir, se disolvería paulatinamente hasta que, una vez cumplida su misión, fuera expulsado del organismo de forma natural a través de la orina”, explica Nuria Monasterio, autor del estudio realizado en la Facultad de Ingeniería de la UPV/EHU en Bilbao. Esto obviaría la necesidad de que los pacientes se sometan a una nueva cirugía. Otro punto fuerte del nuevo material es que evita la pérdida de densidad ósea localizada que provocan otros materiales más resistentes. “Como también es un material abundante en la corteza terrestre, el costo de la materia prima es razonable, aunque su elaboración requiere ciertas precauciones que encarecen el coste de fabricación de las aleaciones. Por lo que su coste final estaría a medio camino entre el acero inoxidable y las aleaciones de titanio”.

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Sin embargo, este metal también presenta desafíos ya que “su velocidad de disolución es superior a la deseada. Se disuelve antes de haber cumplido su función; entonces el desafío es extender su vida útil para que de alguna manera se pueda ajustar a la aplicación”, confirmó Monasterio.

Recubrimiento De Fosfato De Calcio

Existen diversas técnicas para intentar alargar la vida de las aleaciones de magnesio; esta investigación de la UPV/EHU ha optado por recubrir el material con fosfato cálcico, aunque “la función del fosfato cálcico no es sólo alargar la vida del propio magnesio. Se trata también de que el cuerpo humano lo tolere mejor y aumente la tasa de generación del tejido adyacente, una doble función que pasa por alargar la vida del material y lograr una mejor integración. Hay que tener en cuenta, en primer lugar, que es el principal componente de los huesos y, en segundo lugar, se ha demostrado que favorece el crecimiento del tejido circundante”, apunta.

Se utilizó electrodeposición para lograr que la capa de fosfato de calcio se adhiriera a la superficie del metal. “Lo que buscábamos era conseguir un recubrimiento uniforme que no se despegara; también queríamos poder variar su grosor de manera efectiva. Para ello, se exploraron un abanico de variables eléctricas para poder adaptar los espesores a lo que requerían las aplicaciones específicas”. Y el resultado ha sido más que satisfactorio: “además de validar el método utilizado, se ha podido regular con precisión la calidad y el espesor de la capa”, subraya Nuria Monasterio.

El investigador de la UPV/EHU mencionó varios retos de cara al futuro. “Hemos logrado afinar el sistema electrolítico, por lo que ahora pretendemos probarlo en otros bimetales. También estamos trabajando en la fabricación de aleaciones de magnesio de composiciones que no supongan ningún riesgo, porque la aleación de magnesio utilizada en esta investigación contiene aluminio, un metal que es un peligro para la salud”.

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Referencia bibliográfica

Análisis de procesos de electrodeposición para la obtención de una capa de fosfato de calcio sobre aleación AZ31 Surf. Abrigo. Tecnología 319 (2017) 12–22.

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