Implantes óseos
Juank202530 de Julio de 2013
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PRÓLOGO
Este trabajo de investigación bibliográfica tiene por objeto explicar los implantes óseos (hidroxiapatita), su constitución, fabricación, compatibilidad, funcionamiento, etc...
Para lograr un entendimiento global del tema, es necesario saber de donde provienen los implantes óseos, que ciencia los estudia, los desarrolla, los aplica, etc...
Teniendo en cuenta esto, se llegó al siguiente árbol, donde los implantes óseos son sólo una rama.
HIDROXIAPATITA
Métodos de
Regeneración
Funcionamiento del hueso
Tejidos Oseos
Ing. de Tejidos
ING. DE
BIOMATERIALES
BIOMATERIALES
Este informe explicará a demás de los implantes óseos, las diferentes ramas que presenta este árbol, todo esto con el objetivo de lograr un mejor entendimiento del tema.
ÍNDICE
PRÓLOGO
LA EVOLUCIÓN DEL CAMPO DE LOS BIOMATERIALES
LOS BIOMATERIALES DE HOY Y MAÑANA
CARACTERÍSTICAS DE LA CIENCIA Y DE LA INGENIERÍA DE BIOMATERIALES
ÁREAS ESPECÍFICAS DE ESTUDIO
Materiales Cerámicos
Materiales Metálicos
Materiales Polimáricos
Dispositivos para liberación de drogas
Soporte e implante de células vivas
Tejido óseo
Ingeniería de tejidos
Transtornos causados por la adhesión de tejidos
Mejoría de los ensayos de biocompatibilidad
ESTADO ACTUAL DE LA CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS BIOMATERIALES
IMPLANTES ÓSEOS
TEJIDOS ÓSEOS
Introducción
Descripción
Matriz ósea
Dinámica del hueso
Crecimiento óseo
Modelado óseo
Remodelado óseo
Reparación ósea (Fracturas)
MÉTODOS DE REGENERACIÓN DEL TEJIDO ÓSEO
Pautas para regeneración de los tejidos óseos
Análisis del producto
Regeneración endógena del hueso
Biomateriales sintéticos
Hidroxiapatita sintética
Tejido óseo desantigenizado de origen animal
Hueso humano tratado
APLICACIONES DE LA HIDROXIAPATITA
CEMENTO DE HIDROXIAPATITA
Propiedades del Bonesource
Características del Bonesource
Instrucciones de uso del Bonesource
Ventajas del Bonesource
HIDROXIAPATITA EN EL RELLENO DE LOS DEFECTOS ÓSEOS
Estudio
Resultados
Estudio radiológico
Análisis macroscópico
Estudio de microscopía óptica
RECUBRIMIENTO DE HIDROXIAPATITA SOBRE SUSTRATOS ORGÁNICOS E INORGÁNICOS MEDIANTE UN MÉTODO BIOMIMÉTICO
Procedimiento experimental
Resultados y Discusión
Conclusiones
APLICACIONES ACTUALES Y FUTURAS
Líneas de investigación
Algunos de los últimos proyectos desarrollados
BIBLIOGRAFÍA
LA EVOLUCION DEL CAMPO DE LOS BIOMATERIALES
El uso de materiales para la elaboración de utensilios se asocia a la historia de la humanidad desde tiempos remotos y dio lugar al desarrollo de tecnologias, las que en muchos casos, definieron el avance de las grandes civilizaciones.
El paso inicial del desarrollo de las nuevas disciplinas de la ciencia e ingeniería de matenales sucedió en la década del 50, con el uso de procedimientos empiricos para adaptar materiales convencionales a aplicaciones biomédicas. Esto fue generando respuestas a los desafíos planteados por la necesidad de producir dispositivos biomédicos de alto rendimiento.
El uso de materiales no biológicos en medicina es, sin embargo, muy anterior a la década del 50. Sus primeros antecedentes documentables se remontan 3000 años a.C., en el antiguo Egipto. También durante las civilizaciones clásicas de Grecia y Roma (siglo VII a.C. a siglo IV d.c.) se usaron materiales no biológicos, en particular, metales y otros materiales naturales para el tratamiento de heridas y de algunas enfermedades.
Ya en la era moderna, en la Europa del siglo XVI se empleó el oro y la plata para la reparación dental y, más tarde, hilos de hierro para la inmovilización de fracturas óseas. Los avances tecnológicos de fines del siglo XIX, en particular el desarrollo de la anestesia, de la cirugía en condiciones estériles y de los rayos X, dieron un fuerte impulso a la búsqueda de metales que pudieran ser utilizados en el interior del cuerpo. Pero a poco tiempo de la aplicación de metales a este fin, aparecieron inconvenientes causados por la corrosión o porque los metales carecían de las propiedades mecánicas necesarias para que el dispositivo cumpliera adecuadamente la función para la que fue diseñado. Para superar estos inconvenientes se investigaron nuevas aleaciones metálicas, entre las que cabe mencionar las de cromo-cobalto y los aceros inoxidables.
Hacia 1940 se mejoró la resistencia a la corrosión de los aceros mediante el agregado de 2-4% de molibdeno. Hacia 1960 se redujo la cantidad de carbono en estos aceros inoxidables a menos del 0,03% (tipo 316L), por lo que se logró una importante mejoría adicional. Posteriormente, la introducción del titanio y de sus aleaciones con niobio y tantalio, extendió el campo de aplicación de los metales.
La aplicación de biomateriales no metálicos comenzó también tempranamente. Durante la Edad Media fueron utilizados en ligaduras destinadas a detener hemorragias y en algunos de los procedimientos quirúrgicos. Su desarrollo se aceleró a principios de este siglo con el descubrimiento de materiales para fabricar hilos de sutura capaces de ser degradados y absorbidos por el organismo. Sin embargo, la investigación sistemática y planificada de los materiales útiles para la fabricación de prótesis e implantes sólo surge después de la segunda Guerra Mundial como consecuencia del avance del conocimiento en ciencia y tecnología de materiales.
Un factor que impulsó fuertemente el desarrollo de materiales implantables durante este siglo fue el enorme aumento de su demanda producida por la necesidad de rehabilitar a millones de inválidos de guerra. Este aumento corrió en paralelo con avances en otros terrenos que crearon condiciones favorables para obtener soluciones eficaces. Entre ellas cabe mencionar a la investigación y desarrollo en general de nuevos materiales, es especial de los poliméricos, la disminución del riesgo de infecciones causada por la aparición de los antibióticos eficaces y los adelantos en el conocimiento de los procesos biológicos desencadenados como consecuencia del contacto de la materia viva con el biomaterial.
La observación clínica de que la inclusión de partículas metálicas en los cuerpos de los soldados heridos era bien tolerada, otorgó a los médicos un criterio empírico que justificó el uso de implantes metálicos para corregir daños en el cráneo o para la fijación interna de fracturas. La comprobación de que los pilotos de guerra no sufrieron alteraciones en la funcionalidad del ojo frente a inclusiones oculares de astillas de poli(metilmetacrilato), polímero vítreo empleado en las ventanillas de los aviones, condujo al desarrollo de las lentes intraoculares fabricadas con este material. Estas son consideradas aún hoy en día como uno de los implantes más exitosos. El poli(metilmetacrilato) también se usa con éxito en cirugía ortopédica como cemento para la fijación de prótesis.
Durante las décadas del 40 y el 50, la investigación y el desarrollo de los implantes estuvo exclusivamente en manos de cirujanos. Algunos de los implantes concebidos y probados con la dirección de profesionales médicos están todavía en uso (por ejemplo: implante de cadera de Charnley, el cemento acrílico y las fibras de Blakemore para injertos vasculares).
Durante la década del 60 se publicaron los primeros estudios sobre las lesiones provocadas por la presencia de un implante, e hizo su aparición el término biocompatibilidad para definir el grado de tolerancia del material por parte de la materia viva. La determinación de la biocompatibilidad para cada aplicación específica y para cada sistema formado por material y el medio biológico con el que estará en contacto, requiere la realización de una serie de ensayos de acuerdo con protocolos preestablecidos y del posterior análisis estadístico de los resultados obtenidos.
A finales de los años 60, los ingenieros ingresaron en los laboratorios de clínica médica, quirúrgica y dental, y sus contribuciones comenzaron a aparecer en la literatura biomédica. El primer simposio de Biomateriales que se celebró en la Universidad de Clemson ,en 1969, marca el punto de partida de la necesaria integración de las disciplinas complementarias a la ingeniería y a la medicina para el desarrollo de materiales biomédicos.
La influencia del ingreso de la ingeniería al campo de los biomateriales se evidenció en la aplicación de técnicas para caracterizar la estructura y la superfíce de los materiales, a los efectos de correlacionarlos con las respuestas
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