Aplicación de la Química en los proceso quirúrgicos de implantes y trasplantes.

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habituales sin su auxilio.

Prótesis: se emplean para reemplazar total o parcialmente un hueso o una articulación irreparablemente dañados en su morfología, estructura o función.

• Según la naturaleza química de los biomateriales, se describe la siguiente clasificación:

Polímeros, cerámicas, materiales derivados de procesos biológicos, metales, compuestos (combinación de polímeros, cerámicos y metales)

El tipo de implantes al que referiremos son los metales los cuales abarcan aproximadamente el 30 % de las aplicaciones de los biomateriales, y son principalmente utilizados en ortopedia, marcapasos y como componentes de implantes dentales o válvulas cardíacas.

La perfecta reducción del hueso permite que todo el implante sea soportado por él, restituyendo de nuevo el equilibrio de fuerzas. En este caso solo existen sobre los implantes cargas relativamente pequeñas y no críticas, y las complicaciones relacionadas con los implantes son mínimas. Sin embargo, si el hueso tiene fragmentos faltantes las fuerzas de carga no están completamente balanceadas ni distribuidas parejamente. El resultado es la concentración de tensiones de flexión y torsión sobre las zonas del implante donde falta el soporte óseo. El implante soporta cargas cíclicas en estas partes y puede surgir el riesgo de una falla por fatiga. La formación y el desarrollo de grietas de fatiga en el implante no requiere que esté cargado en el rango de deformación plástica.

Las tensiones locales ocurren bajo carga en el rango de deformación elástica y son suficientes para iniciar las grietas de fatiga en la superficie del implante; un implante no sufrirá una fractura por fatiga mientras el proceso de curado del hueso progrese normalmente, pues la carga disminuye a medida que el hueso soporta más carga.

Requisitos para los Implantes

1-Biocompatibilidad.

2-Resistencia a la corrosión en el medio biológico.

3-Propiedades mecánicas y físicas compatibles con su función específica en el cuerpo humano.

4-Resistentes a la fatiga para las aplicaciones de cargas cíclicas.

5-Óseo integración.

Las tres mayores familias de aleaciones empleadas son:

•Aleaciones de:

Cromo (Cr) Cobalto (Co) Molibdeno (Mo)

•Titanio-Aluminio-Vanadio (Ti-Al-V) y Ti casi puro

Titanio (Ti) Aluminio (Al) Vanadio (V)

•Aceros inoxidables tipo AISI 316 (L) (en base a Fe-Ni-Mo)

Hierro (Fe) Niquel (Ni) Molibdeno (Mo)

Una desventaja potencial del acero inoxidable de las aplicaciones en prótesis es su susceptibilidad a la corrosión por tensión o en rendija. En cada proceso de corrosión hay dos reacciones, una reacción anódica en la cual el metal es oxidado a su forma iónica y una reacción catódica en la cual los electrones son consumidos, (en una solución acuosa con oxigeno disuelto). Este proceso reduce el pH, causando la oxidación metálica.

Aleaciones Co-Ni-Cr-Mo: utilizadas normalmente como piezas forjadas. Empleados especialmente en vástagos de implantes altamente cargados tales como caderas y rodillas. Resistencia elevada a la corrosión en medio salino y carga. El trabajado en frío puede incrementar la tenacidad en más de un 100 %, pero no resulta práctico para el uso en estructuras grandes como implantes de cadera.

El titanio y sus aleaciones son de interés particular para las aplicaciones biomédicas debido a su excepcional biocompatibilidad y resistencia a la corrosión. Su resistencia a la corrosión, provista por una capa pasiva adherente de óxido de titanio (TiO2), que excede significativamente las del acero inoxidable y de las aleaciones de cobalto. La corrosión uniforme en soluciones salinas es extremadamente limitada y la resistencia a la corrosión al picado, la intergranular y la de rendija son excelentes. Además, las superficies de oxido de titanio y sus aleaciones, son bien toleradas en contacto con el hueso, volviéndose óseo integradas con poca evidencia de la formación de una capa fibrosa entre el hueso y el implante.

El titanio-CP (ASTM F67) es usado muy extensivamente en implantes dentales, pero es usado primariamente en cirugía ortopédica para formar revestimientos porosos que son sinterizados sobre los componentes de aleaciones de titanio para los reemplazos articulares. Las propiedades del titanio-CP dependen del contenido de oxígeno. A bajas concentraciones el incremento del contenido de oxígeno mejora las propiedades mecánicas.

Limitaciones del diseño de Implantes

Márgenes de seguridad mecánicos altos: volumen y rigidez altos, incompatibilidad biológica.

Resistencia mecánica y a la fatiga altas: implante rígido, reducción de la carga sobre hueso, mal crecimiento óseo.

Elasticidad de placas y tornillos alta: tornillos expulsados del hueso, falla de crecimiento.

Placas grandes: deficiente irrigación sanguínea, mal crecimiento óseo.

Implante

Un implante o prótesis es todo material no orgánico e inerte introducido en el organismo.

Para la corrección de las estructuras óseas como maxila o mentón se utiliza con frecuencia las prótesis de silicona sólida y el Gore-tex en placa. Ambos tipos de implantes son definitivos y de fácil extracción.

Para tratar pequeños defectos de las partes blandas o disimular irregularidades de las estructuras ósteo-cartilaginosas de la nariz se recurre al empleo de implantes reabsorbibles como el ácido hialurónico, la hidroxiapatita o, menos frecuentemente, al ácido poliláctico. En ocasiones, su verdadera finalidad no es la de rellenar temporalmente una