La Artroplastia Total De Cadera

INGENIERÍA DE LOS MATERIALES.

2. La artroplastia total de cadera (THA) es el procedimiento de sustitución total de una cadera dañada por una prótesis artificial.

a) Identifique los componentes reemplazados en la THA.

b) Identifique el material o materiales empleados en la fabricación de cada componente y las razones por las cuales se emplean.

c) Mencione cuáles son algunos de los factores que el ingeniero de materiales debe tomar en cuenta en la selección de materiales.

SOLUCIÓN:

-Los componentes reemplazados en la artroplastia total de cadera son:

El componente femoral: es un vástago que se introduce en el interior del canal medular previamente labrado; para ello será necesario extirpar la cabeza del fémur.

Cabeza o componente cefálico: Esto es una esfera que se acopla al vástago. En ciertas prótesis el vástago y la cabeza son una misma pieza.

Componente acetabular: Este es el que sustituye la parte de la articulación de la cadera unida a la pelvis. Es una esfera hueca que se adapta perfectamente a la cabeza o componente cefálico.

El componente acetabular con su vertiente metálica que estará en contacto con el hueso, y la vertiente de polietileno que contacta con la cabeza del fémur. La cabeza femoral. Y componente femoral o vástago que se introducirá en el interior de la cavidad labrada del fémur. Esta prótesis es modular, es decir los componentes vienen por separado y se ensamblan en el momento de la implantación.

-En cuanto a los materiales empleados en la fabricación de cada componente, se tienen en cuenta los siguientes:

El componente femoral o vástago generalmente será de un material metálico como el acero o el titanio, debe ser un material especialmente resistente ya que es el encargado de transmitir todo el peso del cuerpo al fémur.

Las aleaciones de titanio tienen una notable resistencia a la corrosión, aun en ambientes agresivos como el del cuerpo humano. Son más resistentes a la corrosión que el acero inoxidable, el cual es más barato y es utilizado para dispositivos de fijación temporales, tornillos para huesos, entre otros, que son dispositivos de uso temporal que se retiran después de un periodo de tiempo no muy prolongado.

Desde el punto de vista ortopédico, la excelente biocompatibilidad del titanio, su alta resistencia a la corrosión y su bajo módulo de elasticidad son sumamente deseables.

Algunos ejemplos de aleaciones utilizadas en aplicaciones ortopédicas son Ti-6 Al-4 V (F1472), Ti-6 Al-7 Nb y Ti-5 Al-2.5 Fe. La aleación F1472 es la más común en aplicaciones ortopédicas, como el reemplazo de articulaciones completas. Las otras dos aleaciones se usan en vástagos femorales de cadera, placas, tornillos, varillas y clavos.

El metal titanio es caro porque resulta difícil extraerlo en estado puro a partir de sus compuestos.

La cabeza o componente cefálico debe ser de un material que permita crear una superficie muy lisa y resistente al desgaste. Cuanto más lisa sea la superficie de la cabeza, menor será la fricción que ofrece al movimiento por lo tanto menor será el desgaste a lo largo del tiempo. Los materiales que se suelen utilizar son la cerámica, el acero y el polietileno de alta densidad (que es una especie de plástico muy duro).

El componente acetabular suele tener dos vertientes, la parte que se une al hueso que generalmente es metálica para ofrecer una buena resistencia a la transmisión de las cargas: acero, titanio, tantalio, etc. y la parte que está en contacto con la cabeza que deberá ser lisa y ofrecer una mínima fricción y resistencia al desgaste, la cual podrá ser de cerámica o de polietileno.

-En el caso de las aleaciones de metal que sustituyen a los tejidos biológicos dañados, restablecen las funciones o están en contacto constante o intermitente con los fluidos corporales se les conocen como biomateriales, o biometales en este caso en específico.

Los biometales tienen características específicas que los hacen apropiados para ser aplicados en el cuerpo humano. El ambiente interno del cuerpo es altamente corrosivo y puede degradar al material implantado, lo cual daría lugar a la liberación de moléculas o iones dañino. Es aquí donde el ingeniero debe tener en cuenta que los materiales (metales) que se vayan a implantar sean biocompatibles, es decir, que presenten estabilidad química, resistencia a la corrosión y no ser carcinogénico ni tóxico cuando se usa en el cuerpo humano. Una vez la biocompatibilidad del metal se haya establecido, la segunda característica que el ingeniero debe tener en cuenta es que el metal sea capaz de soportar tensiones grandes y variables (cíclicas) en el ambiente altamente corrosivo del cuerpo humano; el biomaterial debe ser fuerte y resistente a la fatiga y al desgaste en un ambiente altamente corrosivo.

Otro factor que los ingenieros deben tener en cuenta es la posibilidad de diseñar nuevos materiales para prótesis de caderas menos susceptibles a los desgastes normales por el movimiento de la articulación

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