La ciencia aplicada a la medicina ha avanzado mucho, y la expectativa de vida se ha prolongado gracias a sus progresos. El sistema óseo o esquelético está en continuo crecimiento y modificación, y es de vital importancia para la vida, no sólo por el sostén mecánico sino también como fuente de nutrientes y contenedor de órganos.

Las lesiones óseas por falta de calcificación, deterioro o muerte de los tejidos y otras enfermedades degenerativas como artrosis, artritis, etc, influyen negativamente en el momento en que las personas mayores sufren un traumatismo su sistema oseo-articular, y tienen que ir a reemplazo total de cadera, por ejemplo. Esto es, colocar un implante metálico o cerámico permanente en el hueso dañado, para suplir esa función mecánica perdida. También no dejemos de lado los accidentes de personas jóvenes, produciéndose serias lesiones óseas, que no pueden reparase con la sola inmovilización de la zona afectada.

La utilización de metales en implantes biomédicos ortopédicos se basa fundamentalmente en las solicitaciones mecánicas extremas a las que están sometidos en servicio. Su uso está a su vez condicionado por la agresividad del medio fisiológico que puede originar liberación de productos de degradación y/o desgaste no deseados en el organismo, los cuales por su potencial toxicidad, pueden llevar a necrosis (muerte) de tejidos y órganos. El empleo de aleaciones de aceros inoxidables para implantes quirúrgicos permanentes es común en los países latinoamericanos dado que otros materiales utilizados como aleaciones de cromo-cobalto-molibdeno y titanio son todavía de muy alto costo, y no son de masivo alcance. Además, y a diferencia de ciertas prótesis cerámicas y vítreas llamadas bioactivas, los implantes metálicos no pueden generar una unión natural con el tejido vivo, requiriendo fijación externa y/o cementación o la necesidad de generar una modificación superficial en el metal para que sean bioactivas.

La modificación superficial de los implantes metálicos por medio de recubrimientos inorgánicos cerámicos o vítreos resulta una estrategia capaz de mejorar la performance de un implante metálico, limitando la liberación de iones y favoreciendo la unión del implante con los tejidos. Estos recubrimientos pueden ser sintetizados por diferentes vías, y aplicados por distintas técnicas. El llamado método sol-gel (a partir de una solución y mediante el secado se logra un gel) permite generar recubrimientos uniformes y con gran poder cobertor. Mediante la utilización de alcóxidos de sílice se produce una red orgánico-inorgánica capaz de ser modificada y hasta funcionarizada con el agregado de iones o partículas.

Hace ya más de 10 años que un grupo de investigación multidisciplinario, en la Facultad de Ingeniería, UNMdP – INTEMA Mar del Plata, comenzó a trabajar con este tema. El objetivo principal de este trabajo es la mejora de un material de uso masivo, con alta resistencia mecánica y de bajo costo como el acero inoxidable de uso quirúrgico, aplicándole un recubrimiento que actúe como barrera a la liberación de iones y a su vez permita la generación de tejido conectivo de fijación entre la prótesis y el hueso preexistente. Pequeñas prótesis de acero inoxidable son modificadas superficialmente, recubiertas y funcionalizadas con un vitro-cerámico bioactivo (con la capacidad de inducir la formación de hueso), analizada la bioactividad in vitro en condiciones fisiológicas simuladas, .Si los resultados son satisfactorios en todas estas instancias previas, los materiales son testeados in vivo, implantados en ratas de laboratorio. Luego esos materiales son analizados química, física e histológicamente para comprobar la generación de nuevo tejido óseo. Diferentes trabajos, premios y proyectos de cooperación internacional avalan y ayudan estas investigaciones, llevadas a cabo en un rinconcito de nuestra facultad.

*Dra Josefina Ballarre, Investigadora Adjunta CONICET, Profesor Depto de Materiales, Facultad de Ingeniería UNMdP – jballarre@fi.mdp.edu.ar.

*Dra Silvia Ceré, Investigadora Independiente CONICET, Profesor Depto de Química, Facultad de Ingeniería UNMdP – smcere@fi.mdp.edu.ar.