APLICACIONES BIOMÉDICAS DE LOS POLÍMEROS    


  Introducción

  Biopolímeros
  PVC en medicina
  Implantes
  Hidrogeles

  Encapsulación

  Células madre
  Reconstrucción
  Belleza
  Noticias

  Enlaces

  E-mail
 

LOS BIOPOLÍMEROS DE HOY Y DE MAÑANA

La mayoría de los materiales utilizados actualmente en dispositivos médicos constituyen materias primas (commoditties) estándar que se usan no sólo en medicina sino en otras y muy variadas áreas de la producción industrial. De entre ellas es posible señalar unas veinte formulaciones básicas que se aplican en biomateríales, catorce de ellas son poliméricas, cuatro metálicas y dos cerámicas.

Los polímeros son materiales constituidos por grandes moléculas (macromoléculas) formadas por la unión entre sí de moléculas pequeñas llamadas monómeros. Es habitual designar a un polímero en particular anteponiendo "poli" al nombre del monómero que lo forma, de allí por ejemplo "polietileno", asociación de moléculas de etileno o "policloruro de vinilo", asociación de moléculas de cloruro de vinilo. La unión de los monómeros puede dar lugar a cadenas lineales, a cadenas ramificadas o a redes. Las distintas formas de asociación de los monómeros participa en la determinación de las propiedades del polímero y, por lo tanto, en su utilidad para diversas aplicaciones. Los principales polímeros empleados en aplicaciones médicas y farmacológicas son: (el número que sigue a cada uno de ellos representa la participación porcentual de este en el total de los polímeros que se usan como biomateriales) el polietileno de baja densidad LDPE (acrónimo de Low Density Poly Ethylene) 22%, el policloruro de vinilo (PVC) 20%, el poliestireno (PS) 20%, el polietileno de alta densidad HDPE, (acrónimo de High Density Poly Ethylene) en la que los monómeros de etileno están asociados en forma de cadenas lineales 12%; el polipropileno (PP) 10%, los poliésteres termorrígidos 4%, los poliuretanos (PU) 2%, los acrílicos 2%, el nylon (poliacetato) 2%, epoxis 1% y otros (poliacetales, celulósicos, poliésteres termoplásticos, policarbonatos, polisulfonas, siliconas, resinas urea-formaldehído) en un 5%.

VALVULA MITRAL

STENT VASCULAR

PROTESIS DE CADERA PLASTICA

ENTABLILLADO PLASTICO
 

 

PROTESIS DE CADERA METALICA

Materiales polimáricos: La gran variedad de fórmulas y la versatilidad de diseño de estos materiales los han convertido en los componentes más frecuentemente utilizados en la fabricación de dispositivos biomédicos. Entre los campos de estudio actual con estos materiales cabe mencionar el desarrollo de polímeros bioabsorbibles (esto es, que son degradados en el medio biológico y sus productos de degradación son eliminados mediante la actividad celular), utilizados en estructuras, en sistemas de liberación de drogas, como soporte de células vivas, en el reemplazo de tejidos, ya sean duros o blandos, y en piezas y dispositivos para la fijación de fracturas.

Un tema de gran interés actual es el desarrollo de materiales híbridos, formados por la combinación de materiales sintéticos y naturales. Estos tienen múltiples aplicaciones, entre las que se pueden mencionar los biosensores (esto es, dispositivos capaces de reconocer señales químicas), los sistemas de liberación controlada de drogas y los materiales con superficies modificadas que contienen moléculas capaces de interaccionar en forma específica con el medio biológico. La modificación de las superficies constituye una línea de investigación importante en medicina cardiovascular. En este caso, el objetivo es incrementar la compatibilidad con la sangre de los materiales en contacto con ella, disminuyendo el daño de los componentes sanguíneos (por ejemplo hemólisis) producido por la formación de depósitos en la superficie del dispositivo. Las superficies modificadas también tienen importancia en neurología, en particular en la búsqueda de recubrimientos poliméricos para microelectrodos que permitan una adhesión selectiva de estos al tejido nervioso asegurando un buen contacto que facilite la efectiva transmisión de señales eléctricas.

Dispositivos para la liberación de drogas: La necesidad generada por el desarrollo de drogas que no pueden ser administradas por las vías tradicionales, intramuscular, subcutánea o endovenosa y la frecuente conveniencia de suministrar un fármaco de manera localizada y controlada en el lugar donde debe ejercer su acción, han promovido un área de investigación y desarrollo de biomateriales dentro del campo de la farmacia. Por ejemplo, en la elaboración de dispositivos que incorporan una droga en una matriz bioabsorbible, la liberación y consiguiente disponibilidad de la droga está determinada por la velocidad con que se degradá el polírnero que la contiene.

Soporte e implante de células vivas: En el ya mencionado campo de los órganos artificiales, se destacan las investigaciones actuales orientadas a retener células hepáticas o pancreáticas dentro de soportes formados por polímeros. Esto permite, por un lado la función normal de las células y por el otro, la protección de ellas contra el ataque del sistema inmune. El uso de materiales como soporte de células también tiene su aplicación en cardiologia donde se busca obtener prótesis vasculares en cuya superficie interna se puedan fijar las células endoteliales, lo que no se ha logrado aún con las actuales prótesis comerciales de dacrónTM o tefíónTM. Recuérdese que en condiciones fisiológicas, las células endoteliales son las que tapizan la superficie interna de los vasos sanguíneos y del corazón, y constituyen por lo tanto el material biológico que está en contacto directo con la sangre.

Tejido óseo: El campo de la ortopedia es uno de los más estudiados. Entre los temas en investigación se destaca el desarrollo de materiales para la fijación de fracturas. Estos incluyen dispositivos metálicos y materiales bioabsorbibles. La utilización de estos últimos evita el trauma de una segunda operación para extraer el dispositivo metálico, una vez que se haya soldado la fractura. También se encuentran en estudio y desarrollo materiales para implantes y regeneración del tejido. En estos casos, se emplean materiales compuestos en los que uno de sus componentes es bioabsorbible. Esto permite que el crecimiento del nuevo tejido óseo tenga lugar en forma sincronizada con la desaparición por degradación del biomaterial y contribuye a lograr la integración efectiva del implante con el tejido óseo.

Ingeniería de tejidos: Esta puede ser considerada una ciencia en sí misma. Se encarga del desarrollo de sustitutos biológicos para restaurar, mantener e inducir el crecimiento de tejidos. Además del caso del tejido duro (óseo) mencionado, se estudian materiales para el tratamiento de alteraciones del músculo esquelético, del sistema cardiovascular y de trastornos neurodegenerativos.

Trastornos causados por la adhesión de tejidos: Una compucación común en las intervenciones quirúrgicas es la aparición de adherencias entre diferentes tejidos u órganos vecinos. Ello puede ocasionar trastornos más graves que el que causó la operación. Es común luego de una intervención quirúrgica sencilla, como por ejemplo la extirpación de un quiste de ovario, que el tejido manipulado se adhiera a los tejidos de órganos circundantes. Estas adherencias pueden, por ejemplo, impedir la libertad de movimiento del intestino delgado y dar lugar a obstrucciones intestinales. Para prevenir la aparición de las adherencias postoperatorias, se están desarrollando delgadas películas (films) de polímeros, en la mayoría de los casos bioabsorbibles, las que al evitar el contacto entre diferentes tejidos durante la fase postoperatoria, impiden la generación de adherencias.

Mejoría de los ensayos de biocompatibilidad: Es necesario desarrollar métodos más rápidos y menos costosos que los actuales, que puedan aplicarse sobre sistemas celulares, esto es in vitro, para evaluar la biocompatibilidad de nuevos materiales. Estos desarrollos reducirían el gran número de ensayos en animales y en humanos "in vivo" que deben realizarse actualmente para obtener esta información. Además, podrían predecir con un alto grado de certidumbre el rendimiento biológico del material sometido a estudio.

Otros temas de interés actual son: la búsqueda de materiales de referencia para la estandarización de los estudios de la interacción del biomaterial con la sangre y los tejidos, y la definición de los procesos de esterilización adecuados a las distintas formulaciones y diseños existentes