Implantes óseos de tántalo más competitivos
Cada vez hay más personas intervenidas en un quirófano para que les implanten una fijación en la columna vertebral. Este soporte a la regeneración ósea logra favorecer la fusión entre las vértebras tras una fractura o una hernia discal. El implante, llamado caja intersomática, es introducido por el cirujano entre las vértebras cervicales o lumbares. Dichos implantes son piezas de metal biocompatible poroso que facilitan que el tejido óseo los invada.
Los productores de implantes óseos tiene, pues, una demanda creciente y el reto de mejorar los métodos de obtención de los materiales biocompatibles para hacerlos económicamente más competitivos. Para dar respuesta a esta necesidad de innovación, en la Universitat Politècnica de Catalunya • BarcelonaTech (UPC) se ha desarrollado un método que reduce los costes de elaboración de los implantes de tántalo poroso. Se trata de un proceso que han elaborado los investigadores Kiara Riccardi, Elisa Rupérez y Javier Gil, del Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica.
Los sistemas porosos de tántalo tienen capacidades osteoinductivas, es decir, estimulan el crecimiento del hueso. Con este metal se obtienen resultados que mejoran los de los implantes tradicionales, elaborados con titanio. Otra ventaja del tántalo son sus propiedades mecánicas: las estructuras de tántalo, que tienen entre un 70 y un 80% de porosidad, tienen una rigidez similar a la del hueso poroso. Esta propiedad evita que las cargas se acumulen sobre el implante y se produzca una disminución de la densidad ósea en estas zonas.
Sin embargo, este metal tiene un coste elevado y el proceso para obtener las estructuras del tántalo que se comercializan actualmente es caro y complicado. La creación de la estructura con el método habitual requiere de un depósito químico de tántalo vaporizado sobre un esqueleto poroso de carbono. Este sistema, además, supone que puedan aparecer espacios vacíos dentro del sistema poroso por implosión del carbono.
La innovación desarrollada en la UPC, en el marco del grupo de investigación Biomateriales, Biomecánica e Ingeniería de Tejidos (BIBITE) propone una alternativa más simple. “Mezclamos polvo de tántalo con partículas de cloruro de sodio, que se compactan en forma de cilindro. Las partículas de sal, responsables de la porosidad final del implante, se eliminan por disolución en agua y, mediante un tratamiento térmico a 1.600 °C, se sinteriza la estructura porosa”, explica Kiana Riccardi.
Porosidad mejorada
Para optimizar la función del implante es clave que se produzca una buena fijación del hueso. Precisamente se elaboran sistemas con un grado de porosidad elevado, con una estructura de poros interconectada similar a la del hueso, porque los tejidos óseos y vasculares puedan crecer en el interior. Con el nuevo método, se logran estructuras con una porosidad entre el 60 y el 80%.
Además, la medida y distribución de los poros es ajustable: “las partículas de sal que introducimos tienen una distribución de medidas predeterminada, que establece la medida del poro y el grado de interconectividad que aparecerá una vez éstas se eliminen”, afirma Elisa Rupérez. De este modo, se obtiene un control mayor sobre el diámetro de los poros.
Aunque la biocompatibilidad de las estructuras de tántalo es ampliamente conocida, se han hecho pruebas in vitro para verificar que el nuevo sistema no introduzca ningún elemento que pueda ser tóxico y ya se han iniciado en el proceso para patentar esta tecnología.
Ficha de la investigación
- Quién: Kiara Riccardi y Elisa Rupérez
- Cuándo: 2012
- Qué: Proceso para obtener tántalo poroso
- Dónde: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB)
- Para quién: Productores de implantes óseos
- Para qué: Estimular la regeneración ósea
Contacto
Xavier Gil
