Biomateriales

LOS BIOMATERIALES se pueden definir como materiales biológicos comunes tales como piel, madera, o cualquier elemento que remplace la función de los tejidos o de los órganos vivos. En otros términos, un biomaterial es una sustancia farmacológicamente inerte diseñada para ser implantada o incorporada dentro del sistema vivo.
Los biomateriales se implantan con el objeto de remplazar y/o restaurartejidos vivientes y sus funciones, lo que implica que están expuestos de modo temporal o permanente a fluidos del cuerpo, aunque en realidad pueden estar localizados fuera del propio cuerpo, incluyéndose en esta categoría a la mayor parte de los materiales dentales que tradicionalmente han sido tratados por separado.
Debido a que los biomateriales restauran funciones de tejidos vivos y órganos enel cuerpo, es esencial entender las relaciones existentes entre las propiedades, funciones y estructuras de los materiales biológicos, por lo que son estudiados bajo tres aspectos fundamentales: materiales biológicos, materiales de implante y la interacción existente entre ellos dentro del cuerpo. Dispositivos como miembros artificiales, amplificadores de sonido para el oído y prótesis facialesexternas, no son considerados como implantes.
La biomecánica se encarga de estudiar la mecánica y la dinámica de los tejidos y las relaciones que existen entre ellos; esto es muy importante en el diseño y el injerto de los implantes. Después de realizado un injerto, no se puede hablar del éxito de un implante, este se debe considerar en términos de la rehabilitación del paciente; por ejemplo, enel implante de cadera se presentan cuatro factores independientes: fractura, uso, infección y desprendimiento del mismo.

Si la probabilidad de que un sistema falle es f, entonces la probabilidad que tiene el paciente de rehabilitación es: r = 1 - f. La probabilidad de rehabitación total rt puede expresarse en términos de las probabilidades reales de los factores que contribuyen a la falla delsistema rt = r1 . r2 ... rn donde r1 = 1 - f1, r2 = 1 - f2, etcétera.
Figura 33. Uso del estimulador eléctrico para activar y acelerar el crecimiento del tejido óseo en fracturas, con y sin tornillos de fijación. Todos son biomateriales.
Por lo anterior, si r = 1, entonces el implante es perfecto, mientras que si, por ejemplo, ocurre siempre una infección tendremos r = 0, es decir, no hayprobabilidades de rehabilitación del paciente.
En algunos casos la función de los tejidos u órganos es tan importante que no tiene sentido el remplazarlos por biomataeriales; por ejemplo, la médula espinal o el cerebro.
El éxito de un biomaterial o de un implante depende de tres factores principales: propiedades y biocompatibilidad del implante, condiciones de salud del receptor, y habilidad del cirujanoque realiza el implante; la física sólo se aplica al primero.
Los requisitos que debe cumplir un biomaterial son:
1. Ser biocompatible, es decir, debe ser aceptado por el organismo, no provocar que éste desarrolle sistemasde rechazo ante la presencia del biomaterial
2. No ser tóxico, ni carcinógeno.
3. Ser químicamente estable (no presentar degradación en el tiempo) e inerte.
4. Tener unaresistencia mecánica adecuada.
5. Tener un tiempo de fatiga adecuado.
6. Tener densidad y peso adecuados.
7. Tener un diseño de ingeniería perfecto; esto es, el tamaño y la forma del implante deben ser los adecuados.
8. Ser relativamente barato, reproducible y fácil de fabricar y procesar para su producción en gran escala.
Hay, de hecho, cuatro grupos de materiales sintéticos usados paraimplantación: metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos de ellos; el cuadro IV enumera algunas de las ventajas, desventajas y aplicaciones para los cuatro grupos de materiales sintéticos.
Una alternativa para los implantes artificiales es el trasplante, por ejemplo de riñón o corazón, aunque este esfuerzo se ve obstaculizado por problemas sociales, morales, éticos e inmunológicos; sin embargo, en...