Biomateriales uso cardiovascular

Resumen

Los biomateriales de uso cardiovascular traen deficiencias circulatorias debido a múltiples alteraciones estructurales debido a la severidad de tal lección llegan a la necesidad o no de un implante adecuado tanto de tipo biológico o sintético. Hoy en día en la actualidad permiten disponer de varios elementos biomateriales de un gran comportamiento mecánico en cual incrementara la vida del paciente.

También logramos mediante el poliuretano el cual presta un alto redimiendo en el uso cardiovascular, como la estabilidad en biodegradación, ya que el uso de este material no causa toxicidad alguna.

Introducción

Los primeros implantes fueron creados en la década de los años cincuenta y setenta, dando un cambio radical en esas décadas abriendo un nuevo camino en las enfermedades vasculares como la arteriosclerosis. En las décadas de los setenta apareció el material de politetrafluroetileno abriendo mas el camino contra la lucha de enfermedades vasculares, pero sufrió un fracaso debido a que el implante en de prótesis era pequeña y de mediano calibre consiguiendo así el no poder mantener la permeabilidad vascular en la zona enferma.

Hoy en día se ha mejorado la calidad en la obtención de prótesis vasculares tomando sus debidas mejoras reconstructivas para lograr la biocompatibilidad de diferentes implantes en los materiales sintéticos.

Concepto general

¿Qué es un Biomaterial?

La función principal de un biomaterial está basada en la reproducción de nuevos tejidos vivos mecánicamente funcional y fisiológicamente, los cuales son adaptados en el cuerpo de forma temporal o permanente al tratar de sustituir el daño ocasionado por el paciente.

Cuando se implanta el biomaterial este no debe sufrir alteración alguna respecto a tejido del ser vivo.

Los requisitos para el funcionamiento de un biomaterial son de la siguiente manera:

• Ser compatible es decir que los tejidos del ser vivo acepten el implante, y no provocar rechazo en ninguna forma al biomaterial implantado.

• No debe ser toxico o carcinógeno ya que los implantes hay de forma permanente en el organismo lo cual producirá una daño bastante fuerte al tejido.

• Los componentes de los materiales deben ser bastantes livianos para evitar el cansancio y el sobrepeso adicional al paciente.

Los biomateriales pueden también sufrir un desgaste corrosivo dando así un inadecuado funcionamiento, para que no ocurra lo antes indicado debe tomarse en cuenta las características del cuerpo a implantarse, si no se tomaría estas debidas precauciones a parte de un mal funcionamiento del biomaterial se puede producir una inflamación inmediata.

Tipos de Biomateriales

Fig. 1. Tipos de biomateriales

Los diseños de las prótesis se pueden combinarse o hacerse con diferentes productos, según los materiales sintéticos se pueden dividir en tres grupos los cuales son los siguientes: metales, cerámicos y polímeros.

Los metales

Fig. 2. Ejemplo de prótesis o implatente metálico

En los tiempos antiguos no se estaban familiarizados con los implantes en el organismo ya que solo se asía con los soldados heridos, para ellos los materiales fueron utilizados como biomateriales para fabricación de placas de cráneos, clavos entre otros.

Las cerámicas

Estos biomateriales fueron muy utilizados en el empleo de implantes óseos y como sistemas trasportadores ya que son materiales químicamente inertes y no presentan en el transcurso del tiempo daños microbianos.

Dentro de los materiales cerámicos se clasifican en cerámica porosa las cuales posibilitan el crecimiento del tejido circulante en el organismo.

También podemos encontrar la cerámica de superficie activa o biactivas cuyo uso es por demostrar una determinada reactividad química del implante frente a los tejidos circulantes del organismo, estos materiales son utilizados para inmovilizar vertebras para proteger la medula espinal.

Los polímeros sintéticos

Estos materiales fueron ocupados en la guerra ya que los pilotos en la guerra no sufrían alteraciones en la funcionalidad del ojo cuando se les incrustaban astillas del material de las ventanas para ello a través de las consecuencias causadas se han desarrollado lentes de este material, también se utiliza en la odontología y en la cirugía ortopédica.

Dentro de los polímeros también se encuentran los hidrogeles el cual se deriva de una gran proporción al agua, pueden ser tanto elastómeros como plásticos.

Ya que su principal uso dentro de la medicina a sido como saturas dando así una unión de tejidos, otra propiedad son para el transporte y liberación de drogas el polímetro más utilizado ha sido la silicona.

Fig. 3. Formulas químicas de los polímetros más utilizados en los biomateriales

Los biomateriales influyen mucho en el diseño y las estructuras implantadles en el cuerpo los cuales son como el corazón artificial y los dispositivos en el ámbito circulatorio, puentes cardiovasculares, cirugía ortopédica entre otros.

Los implantes no son del todo perfecto cada día hay nuevos biomateriales que están proporcionando diversas facilidades.

Luego de un implante cardiovascular con el organismo debemos tener en cuenta la eficiencia del material implantado para que no ocurra una falla mecánica, probablemente ya implantado el material cardiovascular no solo puede presentar problemas técnicos si no también problemas a través de la frecuencia cardiaca teniendo en cuenta el agotamiento que va a sufrir el material.

Otro modo el material también puede ser afectado por el estrés del flujo debido al movimiento de la sangre por la superficie del material implantado empeorando el paso de oxigeno a la sangre y a la vez un mal rendimiento en el estado físico del paciente, otro problema sería el excesivo crecimiento de musculo alrededor del material implantado.

Fig. 4. Aplicaciones de los biomateriales polímetros en la odontológica

Como podemos observar en la imagen podemos aplicar los polímetros en la odontología para construir prótesis de coronas dentales, en la imagen c se puede observar cuando se ah perdido partes dentales podemos remplazarlas por clavos de titanio.

Materiales artificiales

A través de muchas investigaciones relacionadas con los biomateriales se ha logrado encontrar materiales que sean altamente resistivos a la absorción de proteínas y adhesión a las células que a veces presentan problemas entre el material implantado respecto al tejido circundante.

Cuando un material sintético se coloca en contacto con la sangre esta hace que se forme una capara de proteínas alrededor de la superficie, ya que esta capa de proteínas pueden crear trombosis que dificulten la disfuncionalidad del implante que dependiendo de su ubicación puede este provocar un infarto cardiaco.

Los investigadores han dado en utilizar los materiales bioactivos para regular la coagulación y la trombosis.

Implantes cardiovasculares

Fig. 5. Implante cardiovascular

Para un adecuado implante se utilizan implantes plásticos, cerámicos, biológicos procesados tanto de humanos como de animales entre ellos tenemos pericarpio, válvulas cardiacas, venas.

Metales como el titanio, acero inoxidable ya que estos materiales presentan bajas reacciones, cabe destacar la plata a sido utilizado en varias ocasiones ya que permite una resistencia a la infección, para la construcción de válvulas cardiacas nuestro principal tema el material a usarse es el carbón de pirolita.

Pueden ser usados estos implantes de forma temporal o permanente según la deficiencia que presenta el paciente en su estado de salud, los implantes temporales es para saber el sentido de avance del paciente para un debido diagnostico e intervención.

En cambio implante permanente incluyen injertos vasculares, y materiales de circulación sanguínea.

En la siguiente figura podemos observar en donde los tejidos de nombre color rojo pueden sufrir daño a la vez poder ser restaurados mediante prótesis o órganos bioartificiales.

Fig. 5. Implante que pueden ser restaurados

Podemos decir que en el sistema esquelético podemos restauras uniones tanto extremidades inferiores como superiores tales como hombros, dedos, rodillas, caderas etc.

En el sistema cardiovascular podemos hacer uso del corazón artificial o como el uso de venas y arterias. En el sistema respiratorio podemos hacer uso de la laringe pulmones caja torácica, sistema digestivo etc.

También se puede hacer cambio de riñones, uretra, vejiga, en el sentido auditivo y visuales prótesis de corneas, nariz, orejas, mandíbula, dientes.

Adaptación y bioimplante

Existe una respuesta extraña del cuerpo a hacia los biomateriales implantados en el organismo lo cual hace referencia en el transporte de micro circulación y el material implantado.

La bioimplante se caracteriza por tres fases formación de la capa de delgada en el material implantado, una capa vascular de colágeno y una región de revascularización.

Conclusiones

Los materiales al ser implantado en el organismo debemos tener muy presente la importancia que puede provocar, la reacción que presenta el cuerpo mas el sistema cardiovascular al implante.

Como cada día avanza mas la tecnología se espera que avancen el uso de los materiales cardiovasculares para el uso de de terapias y reanimación del sistema cardiovascular, como el remplazo de válvulas sanguíneas, válvulas del corazón. Entre los biomateriales más utilizados en nuestro medio son los implantes cerámicos y de titanio ya que estos nos brindan una mayor eficiencia por la calidad del material al ser implantado en nuestro sistema dando así una mejor calidad de vida.

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Autor:

Santiago Heriberto Chávez Moreno

Universidad Politécnica Salesiana