Titanio

Titanio – ¿El material a elegir?

El cuerpo extraño

Los implantes quirúrgicos para el tratamiento de fracturas tienen la función de un cabestrillo temporal. En la forma de un tornillo, una placa, o un pin, el implante estabiliza la fractura y soporta las fuerzas incluyendo las de carga funcional. Otros tipos de implantes, como las endo-prótesis, son artefactos permanentes. En la prácticadental, la esperanza de vida de una reconstrucción o un implante debería ser de al menos unas décadas. Aún así, cualquier implante es un “cuerpo extraño”. La expresión tiene un significado muy simple y directo. Un implante no es como un tejido vivo en donde existen electrones libres y en donde los metales, como los elementos de rastro esencial, existen en un estado de enlace y no elemental. ¿Es estecuerpo extraño un insulto químico, fisiológico o mecánico al tejido vivo?

Corrosión y reacción de tejido blando

Del punto de vista químico, la corrosión es la destrucción visible del material. Puede causar que una estructura se rompa o pierda su funcionalidad, como la rotura de un implante. Eso era antes del 1960. Este aspecto no es importante para los metales modernos en cirugía debido aque el ataque es tan pequeño que una pérdida de material no es visible y no puede ser medida. Para medir la corrosión se necesitan métodos electro-químicos más sensibles. Pero, los experimentos con fines de reproducir las condiciones reales de un implante quirúrgico en un tejido no son simples.
El método de resistencia a la polarización ha sido utilizado en experimentos in vivo (52); losresultados se muestran en la Fig.1. El método requiere procedimientos mínimamente invasivos y una característica distintiva es que las reacciones de reducción y oxidación en el metal no son forzadas y se ejecutan en el modo de circuito abierto. Los metales nobles como la plata y el oro tienen una resistencia a la corrosión que está más o menos en la mitad de una escala práctica. En la escala logarítmica dela resistencia a la polarización, el número es de 5 a 6, y así de más o menos 2 unidades, o un factor de 100, más bajo que el acero inoxidable y el titanio. El oro y la plata resisten la oxidación en el aire, pero en el agua de mar y fluidos biológicos resisten mucho menos la corrosión. Es una experiencia común que estos metales pierdan su pulido luego de algún tiempo.
Los metales quetienen menor resistencia a la corrosión que la plata y el oro, como el aluminio, molibdeno y hierro, muestran un ataque visible u oxidación en el tejido vivo y además se observan células anormales en su entorno. Esta reacción del tejido es equivalente a un “insulto químico”. De hecho, los metales desde el hierro hasta la plata se corroen tan rápidamente que la oferta y migración de oxígeno no puedeajustarse al consumo de oxidante (este estado se llama límite de difusión) por lo que el tejido de contacto al cuerpo extraño se priva de oxígeno. El efecto directo de la corrosión no es específico al metal del implante. Sin embargo, algunos metales son liberados por el proceso de corrosión y algunos son tóxicos para las células; se pueden observar abscesos estériles y muerte de las células. Entrelos cuatro elementos mostrados en la Fig.1, el vanadio es el más tóxico y el cobre el menos tóxico. Esta reacción es equivalente a un gran “insulto fisiológico”.

Fig.1. Datos de experimentos de corrosión in vivo de varios elementos metálicos y aleaciones prácticas. El diagrama tiene las dos coordenadas, la reacción del tejido como la abscisa y la resistencia a la polarización y corrosión comola ordenada. La reacción del tejido se agrupa de acuerdo a tres formas distintas de “toxicidad”, “secuestro” e “inercia”. La resistencia a la corrosión es apenas proporcional a la resistencia a la polarización medida (para obtener la densidad de la corrosión usar j=0.03 V/resistencia a la polarización). La escala útil en química y biología es siempre la logarítmica. Así, las diferencias entre las...