Tipos de biomateriales

 

Metálicos

Los metales son materiales formados por elementos químicos metálicos, los cuales están unidos por enlaces metálicos. Poseen una nube de electrones que es compartida por los iones, lo que permite el desplazamiento relativo de una de sus capas de iones respecto a otras, sin que se produzcan rupturas, lo que determina su plasticidad, conductividad eléctrica y térmica (Duffo, 2011).

Los metales y sus aleaciones se encuentran dentro de los principales materiales utilizados como prótesis e implantes. Sus propiedades están determinadas por la microestructura, la cual se establece durante su procesamiento. Los aceros inoxidables, titanio, aleaciones de cobalto-cromo, entre otras, son los más utilizados en procedimientos quirúrgicos, en forma de placas y tornillos. No obstante, estos implantes al permanecer un periodo prolongado de tiempo tienden a liberar cationes metálicos que pueden ser tóxicos a consecuencia de los procesos de corrosión y desgaste, lo cual provoca el decremento de la compatibilidad del material, además de generar una serie de problemas en el paciente, como inflamación, infección y pérdida de tejido (Staiger et al., 2004), por lo que es necesaria en una segunda intervención quirúrgica su extracción. Los implantes biodegradables y reabsorbibles representan una alternativa en las reparaciones óseas, sin embargo presentan algunas limitaciones, como la liberación de iones metálicos y/o partículas tóxicas.

En este contexto se encuentra el magnesio y sus aleaciones, los cuales han demostrado tener biocompatibilidad y biodegradabilidad.

Poliméricos

Los polímeros son definidos como macromoléculas compuestas por una o varias unidades químicas denominadas monómeros, que se repiten a lo largo de toda una cadena. Debido a la gran variedad de configuraciones que adoptan estos materiales, poseen una gran capacidad para adaptar sus propiedades al tejido receptor, además de ser muy versátiles; su biodegradación y estabilidad estarán sujetas a factores como la cristalinidad, temperaturas de fusión, transición vítrea, peso molecular y secuencia de distribución, así como a la presencia de impurezas o aditivos. Varias de las aplicaciones biomédicas han sido encaminadas a su implementación en equipos y materiales quirúrgicos, como fabricación de bolsas de suero, mangueras, tubos flexibles, cinta adhesiva, vendas, etcétera.

Actualmente en la elaboración de lentes de contacto blandas se utilizan hidrogeles, los cuales poseen buenas propiedades hidrofílicas, permeabilidad al oxígeno y se adaptan bien a la córnea. Tal es el caso de los recombinámeros tipo elastina (ELRs), un tipo de biopolímeros que han sido utilizados en forma de hidrogeles para promover la mucoadhesión intensificando la unión del ELRs sobre la mucosa ocular, anclando sobre su superficie biopolímeros que interaccionen fuertemente con las mucinas presentes. Esto se logra a partir de la modificación de la superficie de los hidrogeles mediante la inserción de ELRs cargados positivamente para generar interacciones electrostáticas con las mucinas, que presentan cargas negativas, así como también a través de la formación de enlaces disulfuro con los tioles presentes en las mucinas y los grupos tioles de los ELRs. Incrementar la interacción hidrogel-mucosa favorecerá los tratamientos oculares, tal es el caso de la dosificación de fármacos como azetazolamida, que persiguen la cura y control del glaucoma (Postigo Casado, 2016).

Cerámicos

Los materiales cerámicos utilizados en medicina son materiales biocompatibles, entre sus propiedades se cuenta que son más rígidos y resistentes que el acero cuando se someten a fuerzas de compresión, soportan más calor y corrosión que los metales o los polímeros, tienen una densidad menor que la mayoría de los metales y sus aleaciones, y sus materias primas son abundantes y baratas. Por el contrario, debemos decir que son materiales muy quebradizos, es decir, que no tienen deformación plástica y que tienen una escasa resistencia a las fuerzas de tracción, flexión o cizallamiento.

De acuerdo a su reactividad química con el organismo, se pueden agrupar de la siguiente manera: inertes (los cuales se emplean principalmente en tejidos para mejorar sus propiedades mecánicas, tal es el caso de la zirconia y la alumina), bioactivos (los cuales proporcionan una mejor unión interfacial) y reabsorbibles (que son utilizados para reemplazar completamente un tejido del organismo que se regenere, como por ejemplo el fosfato tricálcico [TPC], el sulfato de calcio y el fosfato trisódico).