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Medicina

Mímesis ósea

Prótesis de mandíbula reproducen las condiciones mecánicas de las originales

EDUARDO CESARUna mandíbula artificial con las mismas características mecánicas que las del hueso original: resistencia, rigidez y flexibilidad, elaborada con un material sintético concebido de manera innovadora por investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) con sede en la localidad de São Carlos, interior paulista, fue implantada con éxito en noviembre del año pasado en una paciente con cáncer. El material sintético utilizado en la prótesis quirúrgica está compuesto por un polímero de poli (metacrilato de metilo) o PMMA, un tipo de acrílico, reforzado internamente con fibras de carbono. El implante es denso internamente y poroso en la superficie, y los poros son revestidos con un estimulador del crecimiento óseo, dice el profesor Benedito de Moraes Purquerio, coordinador del grupo de investigación y desarrollo de implantes y prótesis quirúrgicas para reconstrucciones óseas del Laboratorio de Tribología y Compósitos (LTC) de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (EESC) de la universidad paulista (lea más sobre el tema en la edición nº 150 de Pesquisa FAPESP). El grupo de investigación ha efectuado el depósito de una patente en el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INPI) para el proceso de fabricación de la estructura porosa de los implantes. El gel de carboximetilcelulosa es el agente que induce la creación de poros en la superficie del material, identificados por las características dimensionales bien definidas, la densidad y el hecho de ser abiertos e interconectados, lo que aporta las condiciones como para servir de anclaje a un estimulador del crecimiento óseo, explica el ingeniero de materiales Carlos Alberto Fortulan, quien participa en el grupo de investigación del LTC.

El estimulador del crecimiento óseo escogido para revestir los poros es la hidroxiapatita, el mineral básico de la composición de los huesos. Los poros del material tienen dimensiones que varían entre los 50 y los 400 micrones, compatibles con los procesos de reparación ósea. Los orificios tienen el tamaño adecuado para que la mucosa y los músculos puedan penetrar y unirse en la estructura y estimular el crecimiento de tejidos, dice el cirujano Edelto dos Santos Antunes, jefe del servicio de cirugía bucomaxilofacial del Hospital Santa Tereza, con sede en Petrópolis, Río de Janeiro, que se encuentra en la delantera en implantes de mandíbula con el nuevo material. La flexibilidad parecida a la del hueso genera estímulos eléctricos en la superficie del material, que apuntan a los tejidos que lo rodean, lo que redunda en un campo adecuado para la fijación del implante.

En la actualidad, cuando existe la necesidad de reconstruir una mandíbula, el cirujano extrae hueso de otros lugares del cuerpo y modela el injerto, fijado con una placa de titanio durante la cirugía. Pese a ser un hueso del propio paciente, cuando se lo extrae del local de origen pierde la condición de un tejido vivo y queda a merced de infecciones y del proceso de reabsorción del organismo, dice Antunes. Algunos meses después, como gran parte del hueso implantado es reabsorbido por el organismo, el resultado es una desmejora del cuadro que se presentó enseguida después de la cirugía. Esto significa que no hay previsibilidad ni estabilidad en el resultado, dos características importantes para el éxito de un reemplazo de huesos o parte de ellos por prótesis quirúrgicas artificiales, dice el cirujano, quien hace su doctorado en ingeniería mecánica en la USP de São Carlos, dirigido por el profesor Purquerio. En otras palabras, al cabo de algún tiempo se producen cambios significativos en el injerto óseo originalmente implantado, lo cual en muchas ocasiones resulta en la necesidad de hacer cirugías correctivas.

Las prótesis quirúrgicas que desarrollamos se hacen en forma personalizada: son copias de la geometría del hueso que se extraerá, dice Antunes. El proceso comienza con la tomografía computarizada, a partir del cual se crea un modelo tridimensional que reproduce el rostro del paciente. Con el modelo producido mediante prototipado rápido, se elabora una prótesis quirúrgica muy similar al hueso que ha de reemplazarse, informa el ingeniero mecánico Jonas de Carvalho, del LTC. Amén de la mejora estética, es posible prever el resultado de la cirugía.

En la operación realizada el año pasado, todos los músculos de la mandíbula, extraída en función de un tumor que destruyó completamente el hueso, fueron suturados en la prótesis. Cuando el paciente se despertó de la cirugía y sacó la lengua, ya podía hacer todos los movimientos normales de la deglución, informa Antunes. La rápida respuesta de la paciente se debe al uso de un material que se acerca a las cualidades mecánicas del hueso, cosa que mejora la relación del tejido con el material implantado.

Como en ese primer implante la principal preocupación del cirujano era sujetar correctamente los tejidos a la prótesis y la lengua a la nueva mandíbula, la colocación de los dientes quedó para otra etapa. Estamos preparando otras cirugías en que las prótesis recibirán pequeños injertos óseos del propio paciente en puntos estratégicos, en donde se pondrán los implantes dentales, dice Antunes. Así se reconstruirá la parte de la masticación y la estética dental del paciente. Las cirugías se llevan a cabo con el apoyo de la Universidad Estadual do Río de Janeiro (Uerj), asociada al hospital fluminense.

La Uerj y otras instituciones, tales como la Universidad Católica de Petrópolis, la USP de São Carlos, el Centro de Investigaciones Renato Archer de Campinas, vinculado al Ministerio de Ciencia y Tecnología, y la Universidad Federal Fluminense, se unieron para erigir en el Hospital Santa Tereza un centro de tratamiento e investigación de deformidades craneofaciales. El objetivo de esta iniciativa es, además de investigar, capacitar a los profesionales del área de ingeniería aplicada a la medicina dentro de todos los protocolos que desarrollamos con estos nuevos materiales, dice Antunes. Entre las ventajas del uso de un material artificial homologado se encuentra el menor tiempo de cirugía y de recuperación del paciente, subraya. Para una extracción completa de la mandíbula con colocación de la prótesis de material artificial se tarda entre dos horas y media y cinco horas, en tanto que con el método tradicional de injerto óseo el tiempo puede extenderse hasta 10 horas en promedio.

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