Biomateriales

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8.1. Introducción

8.2. ¿Qué es un Biomaterial?

8.3. Breve historia de los biomateriales

8.4. Algunas aplicaciones de los biomateriales

8.4.1. Ortopedia

8.4.2. Aplicaciones cardiovasculares

8.4.3. Oftalmología

8.4.4. Aplicaciones dentales

8.4.5. Cicatrización de heridas y reparación de fracturas

8.4.6. Sistemas para la distribución de medicamentos

8.5. Tipos y propiedades de biomateriales

8.6. Biomateriales metálicos

8.6.1. Pasos en la fabricación de un implante metálico

8.7. Materiales cerámicos

8.8. Materiales poliméricos

8.8.1. Polímeros más comunes empleados como biomateriales

8.9. Materiales compuestos o “composites”

Bibliografía y webgrafía

8. Biomateriales

8.1. INTRODUCCIÓN

¿Qué tienen en común los rotores de una turbina de generación de electricidad que trabaja a

altas temperaturas y en condiciones fuertemente agresivas, con una prótesis dental que per-

mite reemplazar piezas dentarias perdidas?

Que ambas están fabricadas de la misma aleación metálica formada por níquel y cromo.

¿Qué tienen en común los parabrisas de los aviones caza ingleses Spitfire de la Segunda Gue-

rra Mundial con las lentes intraoculares que se aplican luego de una operación de cataratas

y que permiten recuperar la visión a miles de personas que sufren esta enfermedad?

Que ambos están fabricados con el mismo material polimérico denominado polimetilmetacri-

lato o, más comúnmente llamado acrílico.

Finalmente, ¿qué tienen en común los motores de propulsión de los transbordadores espa-

ciales con las prótesis de cadera que, sin ellas, se condenaría a la inmovilidad a pacientes cuyas articulaciones están gastadas?

Que ambas están fabricadas con el mismo material, una aleación de titanio, aluminio y vanadio.

¿Cuál es el hilo conductor que une a estos tres ejemplos?

Que en los tres casos se trata de materiales desarrollados para usos industriales, pero que se

están empleando en seres humanos en aplicaciones no previstas durante la etapa de su desarro-

llo. Son los denominados BIOMATERIALES y que, como veremos, nos ayudan a tener una mejor

calidad de vida.

En los años 70, la serie televisiva El hombre nuclear (The Six Million Dollar Man) contaba la

historia del astronauta Steve Austin (protagonizado por Lee Majors), quien, tras haber sufrido

un accidente en el cual perdió ambas piernas, un ojo y un brazo, recibió implantes artificiales

que resultaban inadvertidos visualmente, pero que le permitían correr a más de 100 kilómetros

por hora, ver con la precisión de una mira telescópica y levantar objetos de varias toneladas.

Cada capítulo de la serie comenzaba con una voz en off que decía: “Steve Austin. Astronauta.

Su vida está en peligro. Usaremos la más avanzada tecnología para convertirlo en un orga-

nismo cibernético, poderoso, superdotado”. El hombre nuclear constó de 103 episodios emi-

tidos entre 1973 y 1978.

En esa época, quienes mirábamos la serie de televisión, sin importar nuestra edad, estábamos

convencidos de que se trataba de ciencia-ficción. Sin embargo, muchos de nosotros no dejá-

bamos de preguntarnos dónde terminaba la ciencia-ficción y dónde comenzaba el hecho cien-

tífico.

Ya han pasado 30 años de la emisión de El hombre nuclear y, en la actualidad, es muy fre-

cuente encontrarnos con personas que tienen alguna parte de su cuerpo reparada o reempla-

zada, artificialmente, con el empleo de componentes fabricados con biomateriales.

8.2. ¿QUÉ ES UN BIOMATERIAL?

Se han propuesto muchas definiciones diferentes; tal vez tantas como libros de texto sobre el te-

ma hayan sido publicados. Por lo tanto, no existe una única definición obtenida por el acuerdo ge-

neral entre los expertos en el campo. Sin embargo, las siguientes definiciones dan una idea general

de las cosas que se abarcan:

a) Material utilizado en un dispositivo médico, pensado para interactuar mutuamente con sis-

temas biológicos.

b) Cualquier sustancia o combinación de sustancias de origen natural o artificial que puede

ser usada durante cierto tiempo como un todo o como parte de un sistema que permite tra-

tar, aumentar o reemplazar algún tejido, órgano o función del cuerpo humano.

c) Material sintético empleado para reemplazar parte de un sistema vivo o que está en íntimo

contacto con fluidos biológicos.

Obviamente, que no cualquier material puede ser empleado como BIOMATERIAL. Para ello,

debe tener una característica muy especial, ser BIOCOMPATIBLE.

La BIOCOMPATILIDAD es la habilidad de un material para ser aceptado por el cuerpo del

paciente y que, además, no irrite a los tejidos circundantes, no provoque una respuesta

inflamatoria, no produzca reacciones alérgicas y que no tenga efectos carcinogenéticos,

o sea, que no produzca cáncer.

El hecho concreto es que los biomateriales están preparados para ser utilizados en seres vivos

y su estudio es un tema que tiene un auge indiscutible en la actualidad y que ha experimen-

tado un espectacular avance en los últimos años, motivado fundamentalmente por el hecho

de que la esperanza de vida de la población aumenta de forma considerable.

Según datos de las Naciones Unidas, dentro de unos cinco años es muy probable que haya

más personas de más de 60 años que niños menores de 15. Hoy en día una de cada diez indi-

viduos tiene 60 años o más, pero en el año 2050 se prevé que será uno de cada cinco. También

se prevé que el número de personas que tendrán 80 años se multiplicará por cinco.

La longevidad masiva tiene implicancias muy importantes relacionadas con mantener la calidad de

vida, y ello implica que harán falta más y más dispositivos biomédicos fabricados con biomateriales.

En la actualidad, más de cincuenta millones de personas en todo el mundo tienen implantado

algún tipo de prótesis y es un hecho bien conocido en nuestra sociedad la utilidad y necesidad

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