Prótesis quirúrgicas resistentes como huesos

INFOUNIVERSIDADES/DICYT Lograr prótesis quirúrgicas más resistentes, confiables y duraderas es el objetivo de un grupo de investigadores que trabaja en un proyecto vinculado a la biomedicina. La investigación apunta a ampliar el conocimiento sobre los biomateriales y analiza el acero inoxidable 316L, que es el material con el que se construye la mayoría de las prótesis en el país, para mejorar sus prestaciones.

Uno de los integrantes del equipo de trabajo señaló que la línea de investigación surgió a partir de la idea de llevar a cabo un aporte a la biomedicina, en función de que hay casos en que las prótesis implantadas presentan algunas deficiencias. “El 316L puede liberar iones metálicos que envenenan la parte del cuerpo en la que está ubicada la prótesis. Esto puede generar infecciones en la persona que la utiliza, lo que obligaría a cambiar el implante”, indicó.

También se estudian los inconvenientes de adaptación que puede tener el cuerpo al implantar una prótesis: “Queremos mejorar ese acero para que no sea atacado por los fluidos del cuerpo que van a estar en contacto con la prótesis, que el óxido no la deteriore y presente una resistencia mecánica similar o superior a la del material original, que es el hueso”, explicó Luis Sweeald, uno de los docentes investigadores.

“Lo que queremos en la etapa actual del proyecto es encontrar un procedimiento térmico o mecánico que mejore las prestaciones del acero 316L. En una segunda etapa pensamos investigar la posibilidad de mejorar otros materiales, como las aleaciones base cobalto y base titanio, que tienen un costo mayor y se utilizan en mayor medida en países más desarrollados”, agregó Sweeald.

En el caso del acero 316L y de los otros materiales, se busca determinar cuáles son las distintas características que presentan, como la resistencia, la dureza y la estructura metalográfica, frente a diferentes parámetros de colada y tratamientos térmicos aplicados. Según explicitó el docente investigador “se analiza todo eso con cada material, con cada aleación, con distintas probetas. La idea es ver cuál es el procedimiento que brinda una resistencia mecánica y cuál es la oxidación superior que otorgan todos los demás, para encontrar así el material que tendrá mejor desempeño al usarse para prótesis”.

El grupo de trabajo mantiene contacto permanente con los médicos, “con ellos analizamos los esfuerzos a los que se enfrenta una prótesis y los huesos que la circundan, como por ejemplo el impacto o el flexionamiento, la tracción o la compresión”.

Consecuencias

No sólo se estudian los esfuerzos más habituales, como caminar, sino también las consecuencias que puede tener una persona ante un golpe o una caída y el comportamiento de los huesos y la prótesis ante esas circunstancias. “Trabajamos con probetas de tracción que tienen una forma determinada. Se toman en la máquina de ensayo y se someten al esfuerzo de tracción. Se hacen estiramientos y se mide la resistencia del material, por ejemplo del acero 316L”, aclaró Sweeald.

Se utilizan varias probetas iguales y se busca la diferencia sometiéndolas a distintas temperaturas de solubilizado. Cuando termina el proceso de colada puede aparecer una fase en la estructura, llamada fase ferrita, que modifique o incida en los resultados de manera muy importante. Lo que los investigadores pretenden es disolver esa ferrita y ver con qué tratamiento térmico se consigue que el material tenga un comportamiento ideal.

Uno de los ensayos que se hacen es comprobar el comportamiento de distintas “variedades” del acero 316L, por ejemplo, con diferentes procesos de colada -con asistencia de vacío o en atmósfera normal- para ver qué tipo de solidificación presentan. “Cuando están líquidos los dejamos en moldes, después de un tiempo se solidifican y procedemos a ver cuál es su estructura”, explicó.

El director de la investigación es el ingeniero Luis Lima, profesor titular ordinario del área de Materiales y estructuras del departamento de Informática; mientras que Sweeald es auxiliar docente de la misma materia. El proyecto de investigación se encuadra en el programa “Desarrollo de materiales para implantes quirúrgicos”, aprobado por la Comisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aires (CIC).