Biomateriales metálicos endoprotésicos: Biocompatibilidad y Biodegradación

Los materiales de osteosíntesis temporales biodegradables deben mantener sus características mecánicas hasta que el cuerpo repare el daño producido. Después deben degradarse y reabsorberse de forma paulatina sin producir efectos adversos, ni locales ni sistémicos, en el organismo. Así se evita una nueva intervención quirúrgica para retirar el material de osteosíntesis. En este contexto, el objetivo de este trabajo de investigación ha consistido en estudiar biomateriales metálicos endoprótesiscos de base magnesio. La evaluación de las propiedades físicas y mecánicas y el control de la velocidad de degradación ha sido el objeto de los primeros estudios de este trabajo que se realizaron in vitro. Para ello se ensayaron diferentes materiales: Mg colado, Mg pulvimetalúrgico y la aleación AZ31, tanto en estado de recepción como modificados mediante un tratamiento en ácido fluorhídrico, que genera un recubrimiento de fluoruro de magnesio. También se ha comprobado la biocompatibilidad de dichos materiales en cultivos celulares. Tras estos estudios se ha confirmado que la aleación AZ31 muestra unas propiedades mecánicas adecuadas para la osteosíntesis de huesos, además de un excelente comportamiento frente a la corrosión y compatibilidad en cultivo con líneas celulares de pre-osteoblastos y fibroblastos cuando presenta el recubrimiento de fluoruro de magnesio sobre su superficie. El material seleccionado en base a la caracterización in vitro fue la aleación AZ31, por ser el material con mejores propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión en medios fisiológicos. Con este material se realizaron los posteriores ensayos in vivo. La aleación AZ31 ha sido ensayada como varilla intramedular en fémures de ratas Wistar. La experimentación in vivo se llevó a cabo según un diseño experimental donde los parámetros de estudio fueron los siguientes: el tiempo de permanencia de la varilla (de 0 a 13 meses), la presencia o no de fractura ósea y que la aleación AZ31 no presentase recubrimiento o tuviese una capa de fluoruro de magnesio. Se ha llevado a cabo el estudio de su biodegradación mediante tomografia y estudios histológicos e histomorfométricos. También se ha evaluado la respuesta sistémica, mediante el análisis de trazas metálicas acumuladas en distintos órganos (riñón, hígado, pulmones, bazo y cerebro), analizadas por ICP-MS (Mg, Al, Zn y Mn) y por electrodo selectivo (F), así como su posible toxicidad en función de esta cuantificación. Estas trazas derivan del proceso de biodegradación de la aleación AZ31 al ser insertada in vivo como varilla intramedular. La respuesta local y la biocompatibilidad al insertar la aleación AZ31, con y sin recubrimiento de fluoruro de magnesio, han sido satisfactorias, ya que la aleación AZ31 ha sido capaz de mantener sus propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión el tiempo suficiente como para permitir la reducción de la fracturas en los animales experimentales. El gas producido en el proceso de biodegradación de la aleación AZ31 se intercambia y difunde a través de los tejidos circundantes, no alterando la formación ni la morfología del callo óseo.Peer reviewe