{"id":88842,"date":"2009-08-01T00:00:00","date_gmt":"2009-08-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2009\/08\/01\/aliados-metalicos\/"},"modified":"2017-01-27T13:45:15","modified_gmt":"2017-01-27T15:45:15","slug":"aliados-metalicos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/aliados-metalicos\/","title":{"rendered":"Aliados met\u00e1licos"},"content":{"rendered":"

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>El \u00e1rea de biomateriales viene experimentando un gran crecimiento en los \u00faltimos a\u00f1os. Se estima que el mercado mundial asociado con estos materiales destinados a usos medicos, producidos con metales, cer\u00e1micas, pol\u00edmeros (sint\u00e9ticos o naturales) y compuestos compatibles con el organismo humano, crecer\u00e1 en un \u00edndice del 12% anual. En diversos centros de investigaci\u00f3n del Brasil se realizan importantes estudios en este campo del conocimiento, entre ellos, en el Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad Estadual Paulista (Unesp) con sede en la localidad de Araraquara, donde el profesor e ingeniero de materiales Antonio Carlos Guastaldi y su equipo estudian y desarrollan implantes odontol\u00f3gicos y pr\u00f3tesis ortop\u00e9dicas de aleaciones met\u00e1licas realizadas en titanio y molibdeno (Ti-Mo). El investigador se encuentra detallando una patente relacionada con el desarrollo del biomaterial, que ser\u00e1 depositada en el Instituto Nacional de Propiedad Industrial (INPI) en septiembre. Si todo sucede con normalidad, y las empresas se interesan, ella considera que los implantes odontol\u00f3gicos pueden estar disponibles en el mercado en 2010 y, durante el a\u00f1o siguiente, ser\u00e1 el turno de las primeras pr\u00f3tesis ortop\u00e9dicas construidas con el nuevo material.<\/p>\n

Una importante caracter\u00edstica de las pr\u00f3tesis construidas con esas aleaciones, que cuentan con entre un 6% y un 20% de molibdeno en su composici\u00f3n final, es la biocompatibilidad, es decir, una mejor interacci\u00f3n con el organismo. “La gran mayor\u00eda de las pr\u00f3tesis ortop\u00e9dicas existentes en el mercado se fabrica con aleaciones de titanio, aluminio y vanadio. El problema es que el vanadio es t\u00f3xico”, dice Guastaldi, quien coordina el Grupo de Biomateriales de la Unesp de Araraquara. “El molibdeno, aparte de su biocompatibilidad, no es t\u00f3xico. Confiere a la aleaci\u00f3n propiedades mec\u00e1nicas superiores a las de los implantes de titanio puro y mayor compatibilidad con el organismo que las aleaciones convencionales de titanio, aluminio y vanadio”. Debido a su elevada interacci\u00f3n biol\u00f3gica y excelente resistencia a la corrosi\u00f3n, los biomateriales confeccionados con titanio cuentan con extenso uso m\u00e9dico, porque su estabilidad termodin\u00e1mica, que mantiene al material qu\u00edmicamente estable, resulta una condici\u00f3n esencial para que ocurra la osteointegraci\u00f3n. Esta propiedad de la aleaci\u00f3n Ti-Mo fue estudiada en el trabajo de posdoctorado del qu\u00edmico Nilson de Oliveira, en cooperaci\u00f3n con otros dos grupos de investigaci\u00f3n. Uno nacional, perteneciente al Laboratorio de Metalurgia F\u00edsica y Solidificaci\u00f3n, de la Facultad de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), y otro internacional, de la Universidad de Palermo, en Italia, donde se realizaron estudios de resistencia a la corrosi\u00f3n de esas aleaciones en soluciones que simulan la agresividad del medio fisiol\u00f3gico en el cuerpo humano.<\/p>\n

En odontolog\u00eda, se emplean con mayor profusi\u00f3n los implantes de titanio cp \u2013sigla de “comercialmente puros”. En el sector ortop\u00e9dico, como el titanio puro no posee las propiedades mec\u00e1nicas adecuadas para la fabricaci\u00f3n de pr\u00f3tesis, se recurre a aleaciones de este metal con otros elementos qu\u00edmicos para la reconstrucci\u00f3n de rodillas, caderas, cr\u00e1neos, columnas y otros conjuntos \u00f3seos. Un factor importante para evaluar la eficiencia de una pr\u00f3tesis ortop\u00e9dica, seg\u00fan explica el profesor de la Unesp, es su m\u00f3dulo de elasticidad, un par\u00e1metro mec\u00e1nico que informa al respecto de la rigidez y capacidad de deformaci\u00f3n del material.<\/p>\n

Lo ideal es que la pr\u00f3tesis cuente con un m\u00f3dulo de elasticidad similar al del hueso humano, facilitando la transferencia de carga del implante para los tejidos vecinos (hueso, m\u00fasculos y tendones). “En caso de que su m\u00f3dulo sea muy diferente pueden ocurrir rupturas entre el hueso y el implante en la regi\u00f3n donde deber\u00eda haberse concretado la osteointegraci\u00f3n”. Y aqu\u00ed reside la segunda ventaja de las pr\u00f3tesis de titanio y molibdeno desarrolladas en Araraquara: sucede que cuentan con un m\u00f3dulo de elasticidad (definido por el cociente entre la tensi\u00f3n aplicada y la deformaci\u00f3n el\u00e1stica resultante) m\u00e1s pr\u00f3ximo al del hueso humano que los de las aleaciones tradicionales. El m\u00f3dulo de elasticidad de un hueso se expresa en gigapascales (GPa), una medida de tensi\u00f3n. Seg\u00fan el investigador, ese m\u00f3dulo, en el hueso humano, se encuentra entre 0,1 y 20 GPa, y los de las pr\u00f3tesis creadas por su equipo, se hallan en el rango entre 75 y 80 GPa mientras que en las pr\u00f3tesis convencionales var\u00eda entre 100 y 114 GPa.<\/p>\n

\"\"EDUARDO CESAR<\/span>Superficie bioactiva
\n<\/strong>Otro aspecto importante para el \u00e9xito de las cirug\u00edas de implante de pr\u00f3tesis ortop\u00e9dicas reside en su capacidad de interacci\u00f3n con el tejido \u00f3seo en el \u00e1mbito fisicoqu\u00edmico, manteni\u00e9ndose estable y soportando cargas sin provocar dolor, inflamaci\u00f3n o desencaje del propio implante. Para que esto suceda, la superficie de la pr\u00f3tesis, regi\u00f3n en contacto directo con los tejidos del cuerpo, necesita ser bioactiva y, de ese modo, favorecer la formaci\u00f3n \u00f3sea en el lugar de fractura. Pese a las propiedades mec\u00e1nicas, la resistencia a la corrosi\u00f3n y la biocompatibilidad del titanio, las aleaciones de este material son inertes, porque no provocan interacci\u00f3n qu\u00edmica entre la superficie del implante y el tejido \u00f3seo neoformado. En funci\u00f3n de esta limitaci\u00f3n, investigadores de varios pa\u00edses estudian tratamientos de la superficie para mejorar la adhesi\u00f3n y la fijaci\u00f3n de tejidos duros vivos reci\u00e9n formados en la conexi\u00f3n hueso-implante. Se han estudiado varias t\u00e9cnicas para mejorar la osteointegraci\u00f3n, entre ellas el uso de l\u00e1ser para modificar la estructura de la superficie del implante. \u00c9se fue el camino seguido por el equipo de Guastaldi. “La aplicaci\u00f3n de l\u00e1ser de alta potencia puede conducir\u00a0 a la formaci\u00f3n de superficies nanoestructuradas y de tambi\u00e9n \u00f3xidos en la superficie del material. Algunos de los nuevos compuestos formados son reconocidos y aceptados por el organismo, favoreciendo la adhesi\u00f3n, la proliferaci\u00f3n y la diferenciaci\u00f3n celular, aparte de promover la osteointegraci\u00f3n en escala nanom\u00e9trica”. Con ello, la cantidad de hueso formado en el lugar resulta mayor, en un per\u00edodo de tiempo menor.<\/p>\n

El equipo tambi\u00e9n realiz\u00f3 estudios con recubrimientos de hidroxiapatita, un compuesto de calcio y f\u00f3sforo, en la superficie del implante, torn\u00e1ndolo bioactivo. El material es un referente para la sustituci\u00f3n y regeneraci\u00f3n \u00f3sea ya que posee similitud qu\u00edmica y estructural con la parte mineral de huesos y dientes y su presencia en la superficie del implante crea condiciones fisicoqu\u00edmicas para la proliferaci\u00f3n de c\u00e9lulas \u00f3seas, siendo posible tambi\u00e9n la planificaci\u00f3n de la composici\u00f3n qu\u00edmica del recubrimiento, mejorando las actividades f\u00edsicas, qu\u00edmicas y biol\u00f3gicas de los implantes, por ejemplo, los desarrollados para diab\u00e9ticos. El recubrimiento de hidroxiapatita fue realizado solamente en las piezas de Ti cp para la fabricaci\u00f3n de implantes dentales, pero la intenci\u00f3n del grupo es repetir el mismo estudio en las aleaciones de Ti-Mo para uso ortop\u00e9dico.<\/p>\n

Las investigaciones del Grupo de Biomateriales de Araraquara se encuentran avanzadas, pero todav\u00eda habr\u00e1 que recorrer un largo camino hasta que los materiales creados en los laboratorios de la universidad se transformen en productos\u00a0 comerciales disponibles para odont\u00f3logos y m\u00e9dicos. Los ensayos iniciales revelaron que las aleaciones presentan resistencia a la corrosi\u00f3n y resultan adecuadas para su aplicaci\u00f3n como biomaterial. La etapa posterior de la investigaci\u00f3n consisti\u00f3 en la realizaci\u00f3n de pruebas in vitro. Se pusieron discos met\u00e1licos construidos con la aleaci\u00f3n Ti-Mo de un cent\u00edmetro de di\u00e1metro y dos mil\u00edmetros de espesor junto con un cultivo de c\u00e9lulas no diferenciadas (c\u00e9lulas madre) para evaluar si habr\u00eda formaci\u00f3n de c\u00e9lulas \u00f3seas, una etapa indispensable del proceso de osteointegraci\u00f3n. El \u00e9xito de tales pruebas condujo a los investigadores a comenzar los test in vivo, realizados en colaboraci\u00f3n con otros grupos de investigaci\u00f3n en las facultades de odontolog\u00eda de Araraquara y Ara\u00e7atuba, ambas pertenecientes a la Unesp, aparte de colaboraciones internacionales, de la Universidad de Ilha da Madeira, Portugal, y de la Universidad de Chiete-Pescara, Italia.<\/p>\n

Los implantes, con forma de tornillo, de 10 mil\u00edmetros de longitud por 3,5 mil\u00edmetros de di\u00e1metro, fueron insertados en la tibia de conejos y retirados cuatro, ocho y doce semanas despu\u00e9s, para analizar el patr\u00f3n de osteointegraci\u00f3n. Algunos implantes se hab\u00edan tratado con l\u00e1ser en su superficie y otros no. “Esos ensayos revelaron que hubo mayor formaci\u00f3n y crecimiento del hueso en los implantes tratados con l\u00e1ser y con recubrimiento de hidroxiapatita en comparaci\u00f3n con otros implantes comerciales”, destaca Guastaldi. “Tambi\u00e9n se comprob\u00f3 que nuestras pr\u00f3tesis de Ti-Mo son eficientes y biocompatibles, y que los enlaces qu\u00edmicos establecidos entre el implante y el hueso son m\u00e1s fuertes que la mera adhesi\u00f3n f\u00edsica verificada para la mayor\u00eda de los implantes comerciales”.<\/p>\n

Los ensayos cl\u00ednicos en humanos todav\u00eda no est\u00e1n programados y reci\u00e9n se realizar\u00e1n cuando exista inter\u00e9s por parte de alguna industria para la producci\u00f3n de las pr\u00f3tesis. Seg\u00fan el investigador, ya existe una empresa del rubro odontol\u00f3gico \u2013de la cual \u00e9l prefiere no divulgar el nombre\u2013 interesada por conocer el implante de titanio y molibdeno con tratamiento superficial l\u00e1ser y recubrimiento de hidroxiapatita. Las pr\u00f3tesis \u00f3seas tardar\u00e1n algo m\u00e1s de tiempo en alcanzar status de comercializaci\u00f3n, ya que todav\u00eda deben llevarse a cabo los estudios de recubrimiento con hidroxiapatita y la realizaci\u00f3n de ensayos en humanos.<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n 1. <\/strong>Desarrollo de aleaciones met\u00e1licas Ti-Mo aplicadas como biomaterial para implantes (n\u00ba 05\/04050-6<\/a>);Modalidad<\/strong>\u00a0Apoyo Regular al Proyecto de Investigaci\u00f3n;\u00a0Coordinador<\/strong>\u00a0Ant\u00f4nio Carlos Guastaldi \u2013 UNESP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 82.950,00 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Modificaci\u00f3n de la superficie de implantes empleando haz de luz l\u00e1ser y recubrimiento con apatitas mediante m\u00e9todo biomim\u00e9tico\u00a0(n\u00ba 05\/04109-0<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Apoyo Regular al Proyecto de Investigaci\u00f3n; Coordinador<\/strong>\u00a0Ant\u00f4nio Carlos Guastaldi \u2013 UNESP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 287.812,50 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nOLIVEIRA, N.T.C.; GUASTALDI, A.C. Electrochemical stability and corrosion resistance of Ti-Mo alloys for biomedical applications<\/a>. Acta Biomaterialia<\/strong>. v. 5 (1), 399- 405, 2009.
\nOLIVEIRA, N.T.C.; ALEIXO, G.; CARAM, R.; GUASTALDI, A.C. Development of Ti-Mo alloys for biomedical applications: microstructure and electrochemical characterization<\/a>. Materials Science and Engineering:<\/strong> A. v. 452\/3, p. 727-731, 2007.<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Las pr\u00f3tesis ortop\u00e9dicas se muestran m\u00e1s eficientes y biocompatibles","protected":false},"author":23,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[281],"coauthors":[116],"class_list":["post-88842","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-biotecnologia-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88842","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/23"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=88842"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/88842\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=88842"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=88842"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=88842"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=88842"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}