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

Introducción

El presente informe pretende dar a conocer como la química se aplica en procesos quirúrgicos ya sean implantes o trasplantes, su influencia en las personas y sus diferencias. Se trata de explicar las características de los materiales biomédicos que se utilizan para reemplazar algún tejido, órgano o función del cuerpo.

Además se enumeran los requisitos necesarios para realizar un implante, las limitaciones para el diseño de éstos y los diferentes implantes como: implantes de pelo, aumento mamario y de glúteos, pericondrio, óseo, entre otros.

También se menciona los diferentes metales que se utilizan en implantes ortopédicos, sus niveles de corrosión y sus propiedades físicas y químicas.

Se pretende que las personas conozcan sobre la práctica de cirugías de implante, pero antes se deben conocer los materiales y constatar que estos sean confiables y duraderos para el mejor funcionamiento.

Por otro lado los médicos que practican estas cirugías, implantes y trasplantes, deben tener muy presente la bioética.

Es muy importante conocer las diferentes sustancias y compuestos que se utilizan en estos procesos para poder reaccionar ante situaciones de mal funcionamiento o que afecten al organismo o más aun que pongan en peligro la vida del paciente.

Planteamiento del Problema

El tema a desarrollar es “aplicación de la química a procesos quirúrgicos de implantes y trasplantes”. Este tema nos habla sobre la importancia de los trasplantes, ya que gracias a éstos se salvan muchas vidas. Pero para poder hacer un trasplante es necesario tener en cuenta varios requisitos que necesita la persona para ser tratada con este tipo de procesos.

El proceso quirúrgico de implantes beneficia a muchas personas ya sea a las que han perdido un miembro de su cuerpo como su pie, mano, etc. (con el uso de prótesis), o se utilizan mucho para cambiar el físico, como por ejemplo: implantes de pelo, para aumentar glúteos y senos, entre otros.

Se conocerá la diferencia entre el trasplante y el implante.

También nos habla sobre los diferentes materiales biomédicos que se utilizan para reemplazar algún órgano, tejido o función del cuerpo y de cómo la química ayuda a saber cómo están estructurados, ya que si este implante causa alguna enfermedad o problema en el cuerpo (no es biocompatible), el médico sabrá qué hacer si conoce los componentes de ese instrumento. Es necesario que el médico posea la característica llamada bioética, para que éste sea transparente con todos los procesos quirúrgicos.

Objetivos

General:

Investigar acerca del uso de la química en los procesos de implantes y trasplante, para generar conocimientos en la rama de la ciencia humana tanto química, como física y médica.

Específicos:

Definir qué es la biomedicina y los instrumentos biomédicos (sus alienaciones, limitaciones, etc.).

Explicar cómo los factores químicos influyen en los procesos quirúrgicos.

Establecer la diferencia entre implante y trasplante, tanto su uso como los procedimientos que se utilizan.

Descubrir los factores de riesgo de los implantes y trasplantes y qué medidas se deben de tomar para tratarlos.

Marco Teórico

La biomedicina es el estudio de los aspectos biológicos de la medicina. El objetivo de la biomedicina es el desarrollo de nuevos fármacos y de nuevas técnicas para ayudar al tratamiento de enfermedades. Todo ello a partir de la comprensión de las bases moleculares de las distintas patologías, como las enfermedades infecciosas, inmunes, neurodegenerativas, el cáncer, etc.

No hay que confundir la Biomedicina con la Biomecánica, que es el estudio de las leyes mecánicas aplicadas a los organismos vivos, principalmente al cuerpo humano y a su sistema de locomoción.

Tampoco hay que confundir la Biomedicina con la especialidad de los técnicos biomédicos, que son los técnicos encargados de mantener y reparar los equipos medico-electrónicos de las instalaciones hospitalarias.

La bioética general se ocupa de los fundamentos éticos, de los valores y principios que deben dirigir el juicio ético y de las fuentes documentales de la bioética (códigos médicos, derecho nacional e internacional, normas deontológicas y otras fuentes que enriquecen e iluminan la discusión, como las biográficas, literarias o religiosas). La bioética especial se ocupa de dilemas específicos, tanto del terreno médico y biomédico como referentes al ámbito político y social: modelos de asistencia sanitaria y distribución de recursos, la relación entre el profesional de la salud y el enfermo, prácticas de medicina prenatal, el aborto, la ingeniería genética, eugenesia, eutanasia, trasplantes, experimentos con seres humanos, etc.

Material biomédico

Cualquier sustancia o combinación de sustancias, de origen natural o sintético, que pueden ser usados por algún período, como todo o como parte de un sistema que trata, aumenta, o reemplaza algún tejido, órgano o función del cuerpo.

Clasificación de la biomedicina

• Según tiempo de permanencia:

Material de osteosíntesis: tornillo, clavo, roscados, clavos intramedulares, placas, clavos-placas, etc. La función de estos implantes es el sostén o soporte interno, intramedular, transóseo, fijado al hueso. En general pueden ser extraídos cuando el proceso biológico reparativo ha terminado, puesto que el hueso es capaz de soportar las exigencias 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

...