A biomaterial´s perspective viewed from a specific design : the hip total prosthesis

RESUMEN: La prótesis total de cadera, diseño característico de un reemplazo de una articulación funcional, ha sufrido una serie de modificaciones desde el primer implante, hecho por John Charnley, a mediados del siglo pasado, utilizando cemento de polimetilmetacrilato (PMMA). El estado del arte actual de dicho diseño incluye una serie de biomateriales en diversas presentaciones, que utilizan aleaciones metálicas como el TiAlV, el acero inoxidable ASTM F138 o las aleaciones de cobalto-cromo forjadas (en las áreas donde se requiera la máxima resistencia mecánica a flexión), materiales cerámicos en el punto donde se requiera la máxima resistencia a la abrasión e inercia química (en el caso de la cabeza esférica se utiliza zirconia estabilizada con itrio), en conjunto con materiales de alta capacidad de carga pero muy bajo coeficiente de fricción (como el UHMWPE). Para asegurar la adherencia del implante al hueso cortical se utilizan agregados de hidroxiapatita (HA) o cemento acrílico de PMMA. Palabras clave: prótesis total de cadera, biomateriales, procesamiento, biocompatibilidad, resistencia a la corrosión.ABSTRACT: The total hip implant, characteristic design of a functional articulation, has suffered extensive modifications since the first arthroplasty implanted by John Charnley, at 1950, using a cement bone paste of methilmetaacrilate (PMMA). Today, the state-of-the-art of such a design includes a series of biomaterials in different presentations, in order to obtain the maximum fiability. These biomaterials typically employs metallic alloys such as Ti 6Al 4V, stainless steel ASTM F138 or cobalt-chromium for the areas in which it requires a maximum mechanical strength and toughness, ceramic materials when a maximum abrasion resistance and chemical inertness is required (the ceramic head is made in toughened zirconia or doped alumina), in conjunction with materials with a high load capacity but a very low friction coefficient (such a us UHMWPE). In order to ensure good adhesion of the implant to cortical bone, hydroxiapatite (in the non cemented prothesis) and PMMA (in the cemented ones) are commonly used. This review shows the typical mechanical and chemical properties, the relevant processing parameters and general characteristics of such biomaterials. Keywords: total hip implant, biomaterials, processing, biocompatibility, corrosion resistence