La ingeniería, la aplicación de nuevos materiales y el concepto de biocompatibilidad

LA INGENIERÍA, LA APLICACIÓN DE NUEVOS MATERIALES Y EL CONCEPTO DE BIOCOMPATIBILIDAD
Carlos Humberto Valencia Llano
Implantologo Oral y Reconstructivo – Docente honorario Fundación CIEO / Universidad Militar Nueva granada

RESUMEN: En este trabajo se muestra la relación entre la Ingeniería y los biomateriales. Además se hace énfasis en la necesidad de caracterizar a los materiales no solodesde el aspecto físico y químico, sino también desde el punto de vista biológico, para lo cual se hace una aproximación al concepto de biocompatibilidad y se describen algunas de las pruebas que se deben llevar a cabo antes de realizar aplicaciones de materiales.

El desarrollo de la ciencia ha hecho posible la disponibilidad de nuevas técnicas para el desarrollo de biomateriales. La Ingenieríaatravés de todas sus disciplinas hace constantemente aportes novedosos en la búsqueda de soluciones a problemas concretos de la salud y al bienestar de los seres vivos.
Los organismos vivos a pesar de su inmensa complejidad comienzan poco a poco a ser más entendibles para todos nosotros.
En la medida en que podemos comprender los procesos biológicos se pueden plantear soluciones a losproblemas que se presentan. (1)
Los seres vivos estamos organizados en una estructuración básica compuesta por células, tejidos, órganos y sistemas. Dentro de cada nivel de esta organización se presentan interrelaciones entre tres componentes básicos: Las células, un material de soporte y unas sustancias fisiológicamente activas, que son las que permiten la integración entre estos elemento básicos.
Anivel celular este material de soporte es la matriz extracelular, en los otros niveles se encuentran tejidos como el óseo, el muscular y el adiposo. Estos tejidos se han estudiado aplicando conceptos y herramientas de Ingeniería, se ha encontrado que igual que cualquier otro material tienen una estructura molecular que les da unas propiedades físicas y mecánicas, presentan en menor o mayor gradouna resistencia, unos son mas rígidos, otros mas elásticos que otros, algunos como el hueso tiene cualidades piezoeléctricas, etc. (2)
El entendimiento de la composición de los diferentes tejidos y la aplicación de las diversas disciplinas de la Ingeniería ha permitido comprender el comportamiento de estos como materiales, sabemos por ejemplo que el hueso esta compuesto por una parte orgánica y unaparte inorgánica, la parte inorgánica es hidroxiapatita, este componente se puede perder por procesos fisiológicos normales, por enfermedades o por traumas. La ingeniería nos ofrece interesantes alternativas de materiales que son compatibles con esta hidroxiapatita biológica y que pueden actuar como substitutos óseos.
Igual ocurre con los tejidos blandos, hay disponibilidad de materialesobtenidos por procesos de laboratorio que dan la posibilidad de actuar como regeneradores de tejido o como soporte de órganos lesionados.
Otro aporte importante es en la elaboración de dispositivos biomédicos como: Stens, marcapasos, dispositivos para inyección de insulina, válvulas intracraneales y cardiovasculares, prótesis faciales e intraorales, entre otras.
El avance científico llevó alsurgimiento de una disciplina nueva, la Ingeniera de tejidos; el desarrollo de materiales a nivel micro y nano, así como los equipos para su estudio han permitido un avance enorme en el tratamiento de enfermedades y procesos degenerativos.
Pero algo que se ha aprendido en la ultima década es que no es suficiente con obtener materiales similares a los componentes estructurales de los diferentes tejidos, losbiomateriales sintéticos tienen a menudo problemas de integración y pueden originar Infecciones, reacciones a cuerpos extraños y pérdida del material implantado. Su vida útil es limitada e Impredecible, (3)
Estos materiales ya sea un metal para un implante, un polímero para un recubrimiento o una cerámica para un substituto óseo van a estar en contacto con células vivas, células que deben...