Cómo los Materiales Médicos Han Transformado la Cirugía Ortopédica

Los materiales usados en la industria médica, específicamente cirugía ortopédica, han recorrido un largo camino. A medida que se introducen nuevos materiales en la industria, se hacen innovaciones en herramientas de corte. Hace cuarenta años, la tecnología limitada significaba que un cirujano arreglando una tibia rota alinearía las piezas y pondría la pierna en yeso, lo que luego requería meses para sanar. Con los materiales modernos de hoy como el titanio y avances en tecnología, esta misma fractura sanaría en cuestión de semanas.

Otra área donde se han hecho 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 típicamente se reservaban para ciudadanos mayores. Un reemplazo de cadera duraba 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 viable reemplazar la cadera de un paciente de 50 años, lo que debería durar hasta que el paciente esté en sus ochentas.

Con numerosos implantes ortopédicos en el mercado, era importante para este paciente particular seleccionar la combinación que proporcionaría longevidad con la menor posibilidad 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 va en el acetábulo es de cerámica. La cerámica es extremadamente dura y proporciona resistencia a la abrasión superior. Es casi imposible de mecanizar una vez en estado sinterizado. El acetábulo o cavidad de la cadera debe permitir 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 fricción mínima con la bola femoral, mientras al mismo tiempo puede durar tanto como el resto de la prótesis de cadera.

La solución para esto es una copa acetabular hecha de cobalto-cromo conteniendo un forro de polietileno de alta densidad (HDPE). El cobalto-cromo es uno de los metales más difíciles de mecanizar con una calificación de mecanizabilidad del 15% de B-1112 (acero de corte libre 160 Brinell). El HDPE mecaniza mejor con herramientas que son muy afiladas con un rake positivo alto. El titanio es difícil de mecanizar debido a su mala conductividad térmica. Estos son cuatro materiales muy diferentes cada uno requiriendo un método de fabricación único. Las técnicas modernas de fabricación y herramientas de alta tecnología han hecho posible producir una articulación artificial que durará 30 años. "Las técnicas modernas de fabricación y herramientas de alta tecnología han hecho posible producir una articulación 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 su cadera, y significaba que el rechazo no debería ser un problema. Una "tapa" de cobalto-cromo se instala en el extremo de la tibia y el extremo del fémur. Un inserto de HDPE se instala 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 plástico.

Los materiales usados en la fabricación médica de hoy cubren toda la gama. Incluyen todo desde los instrumentos de acero inoxidable usados en cirugía hasta fibra de carbono reforzada PEEK usada para hacer brazos de puntería para localizar correctamente implantes de cadera. Cada uno de estos materiales proporcionan desafíos de fabricación únicos, pero las personas que pueden vivir sin dolor están extremadamente agradecidas de que estos desafíos sean abordados y superados con tecnología avanzada de herramientas de corte.

Publicado anteriormente en OSG Tool's Cutting News 2015 Medical Edition.