DE LA
UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO
MADRID, 2 Abr. (EUROPA
PRESS) -
Investigadores del
Departamento de Ingeniería de Materiales de la Universidad del País
Vasco (UPV/EHU) han estado estudiando nuevos materiales o implantes de interés
en la medicina y ayudar a reparar los huesos, en particular. En concreto, han
incorporado biovidrio al polímero biodegradable que se usa en los implantes
óseos, resultando un material más rígido que favorece la regeneración del
hueso, con el objetivo de evitar las segundas intervenciones que se efectúan en
los pacientes con implantes metálicos.
José Ramón Larrañaga y Aitor Sarasua, de la UPV /EHU sintetizaron y dieron
forma a bioimplantes con un polímero biodegradable como componente principal,
es decir, un material que desaparecerá gradualmente a medida que el hueso ocupe
su propio lugar, y biovidrio, un agente bioactivo que ayuda al hueso a
regenerarse y da a los polímeros propiedades mecánicas difíciles. El sistema de
polímero biodegradable y biovidrio es más rígido y más resistente que el
polímero solo, según sus estudios, publicados en 'Polymer Degradation and
Stability'.
Estos sistemas, denominados "composite", se
pueden fabricar por medio de procesos termoplásticos que utilizan el calor. Se
ha observado que los que tienen los dos componentes poseen una estabilidad
térmica más baja en comparación con los sistemas sin biovidrio y que se produce
una reacción entre los iones de óxido de silicio del biovidrio y los grupos
carbonilo en la estructura de los polímeros, por lo que el material se degrada
y perjudica a las propiedades del producto final. Cuando el implante se injerta
en el cuerpo, estimula la formación de biproductos que pueden ser perjudiciales
para las células.
Esto en gran medida limita la aplicación de estos
sistemas en la medicina, por lo que los investigadores españoles han estudiado
cómo mejorar la estabilidad térmica de estos sistemas, para lo que proponen una
transformación química de la superficie del biovidrio por medio de plasma. Así,
mediante la creación de capas de protección para las partículas de biovidrio,
se evita la reacción con el polímero y el producto final se mantiene en buen
estado.
"Estos compuestos con una base de polímero
biodegradable son los candidatos con un futuro brillante en la reparación de
fracturas de huesos o en la regeneración de defectos óseos", dice el
profesor Sarasua. De hecho, después de que el material sustituye temporalmente
al hueso y lo alienta a regenerarse, poco a poco desaparece a medida que éste
vuelve a su lugar.
"Esto elimina la necesidad de las segundas
operaciones requeridas hoy en día para eliminar los clavos y otras partes que
se insertan con el fin de apoyar de alguna manera los huesos en importantes
interrupciones por encima de un tamaño crítico, con todas las ventajas que
tiene de toda una serie de perspectivas", concluye.
Los huesos son capaces de regenerarse si sufren daños
leves, pero si el daño supera un cierto grado, el hueso carece de la capacidad
de reparación. Cuando las rupturas son demasiado grandes, los huesos necesitan
que se les ayude e, incluso hoy en día, se insertan clavos de metal o de otros
componentes para ayudarles a repararse. Una vez que el hueso se repara se
realiza segunda operación para extraer estos componentes, por lo que el
objetivo de estos nuevos materiales o implantes es, entre otras cosas, eliminar
la necesidad de esa segunda operación.
Estos materiales o implantes que son de interés en la
medicina tienen que cumplir una serie de requisitos antes de que se pueden
utilizar en aplicaciones terapéuticas: deben ser biocompatibles, lo que
significa que no deben dañar las células o el propio organismo, y
biodegradables, una propiedad muy interesante que hace que el cuerpo fácilmente
los convierta en productos metabólicos que no son tóxicos para el organismo.
Pero otros factores también se deben tener en cuenta: la robustez mecánica y la
naturaleza sencilla del proceso de producción, por ejemplo.
MATERIALES
A MEDIDA
El componente principal de los implantes es, por
regla general, un polímero biodegradable, que irá desapareciendo a medida que
el hueso vaya recuperando su ubicación natural.
Como el polímero es demasiado blando, en este trabajo
se le ha añadido biovidrio, un agente bioactivo que favorece la regeneración
ósea, además de dotar al polímero de propiedades mecánicas resistentes, por lo
que el sistema composite polímero biodegradable / biovidrio es más rígido y
resistente que el simple polímero.
Estos sistemas de composite pueden fabricarse
mediante procesos termoplásticos mediante calor, y, por tanto, es importante
analizar la respuesta de los materiales al calor. En el presente
trabajo, se ha observado que los sistemas de composite polímero biodegradable /
biovidrio presentan una estabilidad térmica más baja en comparación con los que
no usan el biovidrio.
Ello es debido a que se produce una reacción entre
los iones de óxido de silicio del biovidrio y los grupos carbonilo presentes en
la estructura de los polímeros, que provoca la degradación del material,
perjudicando a las propiedades del producto final, y favoreciendo, además, que
la colocación del implante provoque en el organismo la formación de
subproductos potencialmente perjudiciales para las células.
De esta manera, "estos composites basados en
polímeros biodegradables son una alternativa de gran futuro para la
recomposición de fracturas óseas o la regeneración de huesos dañados",
afirma el profesor Sarasua.
Al sustituir provisionalmente el hueso y estimular
posteriormente su regeneración, el material implantado va despareciendo
paulatinamente a medida que el hueso va recuperando su posición natural.
Así, "en la actualidad, en grandes fracturas
óseas que superan un tamaño crítico, se evitan las segundas operaciones
necesarias para retirar los clavos y las piezas colocadas para sujetar los
huesos, con todas las ventajas que ello conlleva", añade.
