Biomateriales

Introducción

Los biomateriales pueden ser considerados como productos aptos para ser utilizados en los seres humanos con fines de tratamiento o alivio de una enfermedad o lesión, o bien para la sustitución o modificación de su anatomía o de un proceso fisiológico. Por ello, incluyen cualquier producto natural, sintético o natural modificado que pueda ser utilizado como un dispositivo médico oparte de él. Es decir, incluyen materiales de tipo metálico, cerámico y polimérico y las combinaciones de ellos llamadas ‘composites’.

En la actualidad, los biomateriales tienen una amplia gama de aplicaciones, todo ello gracias a los avances en investigación y tecnología que permiten el desarrollo de nuevas propuestas en relación al uso de estos materiales en el cuerpo humano.

Materialesbiocerámicos son aquellos específicamente diseñados para ser usados en la fabricación de implantes quirúrgicos, prótesis y órganos artificiales, así como para cumplir una determinada función fisiológica en el cuerpo humano.

Los materiales biocerámicos son:
▪ Bioinertes (no interactúan con sistemas biológicos como la alúmina (Al2O3) y la zirconia (ZrO2))
▪ Bioactivos (puede ceder antetejidos circundantes como hidroxiapatita (Ca10PO4(OH)2))
▪ Biodegradable (eventualmente se sustituye o se incorpora en el tejido, como como los á y â–tricalcio fosfatos (Ca3O(PO4)2) y el tetra calcio fosfato (Ca4O(PO4)2))
▪ No tóxicos

A pesar de todas sus ventajas en aplicaciones biomédicas, el uso de biocerámicas en prótesis para partes del cuerpo que deban soportar cargas está lejosdebido a su rigidez y a su propensión a quebrarse. Por esta razón, estos materiales se vienen utilizando actualmente en aplicaciones que no generen una eventual fatiga de los mismos como es el caso de las cirugías de oído medio, el relleno de defectos óseos tanto en cirugía bucal como en cirugía ortopédica y el recubrimiento de piezas metálicas.

Las biocerámicas se pueden clasificar en:
▪sólidos cristalinos
▪ sólidos amorfos (los vidrios)
▪ sólidos amorfos con núcleos de cristalización (las vitrocerámicas).

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Tabla 1. Biocerámicas según su actividad química [1]

Biomateriales cerámicos a base de Oxígeno y Carbono

Generalidades de los Biocerámicos

Los cerámicos hoy en día, se han utilizado como materiales de “alta tecnología”, gracias a las nuevas técnicasde fabricación creadas. Estos guardan características que permiten que muchas partes en el organismo puedan ser reemplazadas por este tipo de materiales, en particular los huesos. Aquellos cerámicos que cumplen con estas características se les conocen como biocerámicos, ya que poseen propiedades importantes que compatibilizan con las del cuerpo humano, como la inercia a los fluidos corporales, altafuerza compresiva. Gracias a su aspecto estético, son usados además como coronas dentales dentro de la odontología. Otros biocerámicos como los carbonos, son usados como implantes con aplicaciones de interconexiones en la sangre, así como componentes reforzados y de tensión.
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Figura 1. Ejemplos del uso de los cerámicos para implantes, reparaciones y restauraciones en el cuerpo humano [4]Cerámicos a base de óxidos

Debido a su resistencia mecánica y biocompatibilidad, se utilizan los cerámicos como biomateriales (biocerámicos) para reemplazar articulaciones en el cuerpo humano, como prótesis y en trabajo dental. Además los implantes cerámicos se pueden hacer porosos; el hueso puede crecer en la estructura porosa (igual que con los implantes de titanio poroso) y desarrollar unafuerte unión, entre las partes.

Existen dos tipos principales a base de óxidos: la alúmina y el zirconio.

Alúmina tiene como características generales:
▪ Elevada dureza
▪ Resistencia moderada
▪ Cerámica de uso más frecuente

Zirconio tiene como características generales:
▪ Alta resistencia
▪ Alta tenacidad
▪ Dilatación térmica parecida a la del hierro...