La evolución de los materiales médicos

Los materiales utilizados en la industria médica, específicamente la cirugía ortopédica, han recorrido un largo camino. A medida que se introducen nuevos materiales en la industria, se realizan innovaciones en herramientas de corte. Hace cuarenta años, la tecnología limitada significaba que un cirujano que reparaba una tibia rota alineaba las piezas y enyesaba la pierna, que luego requería meses para sanar. Con los materiales modernos de hoy, como el titanio, y los avances tecnológicos, esta misma fractura se curaría en cuestión de semanas.

Otra área donde se han logrado grandes avances es el campo de la cirugía de reemplazo de articulaciones. En el pasado, debido a la expectativa de vida de las articulaciones artificiales, estos procedimientos generalmente estaban reservados para personas mayores. Un reemplazo de cadera solía durar de 8 a 10 años. Con los materiales modernos de hoy, un reemplazo de cadera tiene una expectativa de vida de aproximadamente 30 años. Esto hace que sea viable reemplazar la cadera de un paciente de 50 años, lo que debería durar hasta que el paciente tenga ochenta años.

Con numerosos implantes ortopédicos en el mercado, era importante que este paciente en particular seleccionara la combinación que brindaría longevidad con la menor probabilidad de rechazo. El titanio es el material ideal para el poste que se inserta en el fémur. Es liviano y muy fuerte, pero carece de resistencia a la abrasión. Debido a esto, la bola femoral que se introduce en la cavidad de la cadera está hecha de cerámica. La cerámica es extremadamente dura y proporciona una resistencia superior a la abrasión. Es casi imposible mecanizar una vez que está en estado sinterizado. La cavidad acetabular o la cavidad de la cadera deben permitir un rango normal de movimiento con la bola femoral para que la articulación de la cadera funcione correctamente. Esto proporciona un desafío interesante porque el material en el interior de la cavidad de la cadera debe causar una fricción mínima con la bola femoral y, al mismo tiempo, ser capaz de durar tanto como el resto de la prótesis de cadera.

La solución para esto es una copa acetabular hecha de cromo cobalto que contiene un revestimiento de polietileno de alta densidad (HDPE). El cromo-cobalto es uno de los metales más difíciles de mecanizar con un índice de maquinabilidad del 15 % de B-1112 (acero de corte libre 160 Brinell). Las máquinas de HDPE son mejores con herramientas que son muy afiladas con un alto desprendimiento positivo. El titanio es difícil de mecanizar debido a su baja conductividad térmica. Estos son cuatro materiales muy diferentes, cada uno de los cuales requiere un método de fabricación único. Las modernas técnicas de fabricación y las herramientas de alta tecnología han hecho posible producir una articulación artificial que durará 30 años. "Las modernas técnicas de fabricación y las herramientas de alta tecnología han hecho posible producir una unión artificial que durará 30 años".

Las técnicas de reemplazo de articulaciones continúan evolucionando. El mismo paciente también tuvo un reemplazo parcial de rodilla, que usó dos de los mismos materiales que tenían en la cadera, y significó que el rechazo no debería ser un problema. Se instala una "tapa" de cromo cobalto en el extremo de la tibia y el extremo del fémur. Se instala un inserto de HDPE entre las dos "tapas" de metal. Esto es mucho menos invasivo que un reemplazo total de rodilla y también permite opciones futuras para reemplazar el inserto de plástico.

Los materiales utilizados en la fabricación médica actual cubren toda la gama. Incluyen todo, desde los instrumentos de acero inoxidable que se usan en cirugía hasta el PEEK reforzado con fibra de carbono que se usa para fabricar brazos de orientación para ubicar correctamente los implantes de cadera. Cada uno de estos materiales ofrece desafíos de fabricación únicos, pero las personas que pueden vivir sin dolor están muy agradecidas de que estos desafíos se aborden y superen con tecnología avanzada de herramientas de corte.

Aparecido anteriormente en la edición médica de 2015 de noticias de corte de OSG Tool.