{"id":70456,"date":"2023-02-02T10:21:24","date_gmt":"2023-02-02T09:21:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.revista-portalesmedicos.com\/revista-medica\/?p=70456"},"modified":"2024-03-11T08:55:29","modified_gmt":"2024-03-11T07:55:29","slug":"evolucion-de-los-biomateriales-utilizados-en-protesis-de-cadera","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.revista-portalesmedicos.com\/revista-medica\/evolucion-de-los-biomateriales-utilizados-en-protesis-de-cadera\/","title":{"rendered":"Evoluci\u00f3n de los biomateriales utilizados en pr\u00f3tesis de cadera"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Evoluci\u00f3n de los biomateriales utilizados en pr\u00f3tesis de cadera<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Autora principal: Sandra Abando Ruiz<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Vol. XVIII; n\u00ba 3; 133<!--more--><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Evolution of biomaterials used in hip prostheses<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Fecha de recepci\u00f3n: 25\/12\/2022<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Fecha de aceptaci\u00f3n: 30\/01\/2023<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Incluido en Revista Electr\u00f3nica de PortalesMedicos.com Volumen XVIII. N\u00famero 3 Primera quincena de Febrero de 2023 &#8211; P\u00e1gina inicial: Vol. XVIII; n\u00ba 3; 133<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Autores:<\/strong> Sandra Abando Ruiz, Mar\u00eda Dur\u00e1n Serrano, Luis Lerena P\u00e9rez-Aradros, Oier Abad V\u00e9laz, Sara Espa\u00f1a Fern\u00e1ndez de Valderrama, Roberto Garc\u00eda P\u00e9rez, Carlos Espada Blasco.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Centro de Trabajo actual (nombre de la instituci\u00f3n, ciudad y pa\u00eds) Hospital Universitario Miguel Servet, Zaragoza, Espa\u00f1a.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Resumen<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La presente revisi\u00f3n bibliogr\u00e1fica analiza la evoluci\u00f3n de los biomateriales utilizados desde que se implant\u00f3 de forma exitosa la primera artroplastia total de cadera en 1962. Gracias a la investigaci\u00f3n, se han mejorado las propiedades de todos los materiales utilizados en dichas pr\u00f3tesis: metales, pol\u00edmeros y cer\u00e1micas; con el fin de aumentar\u00a0\u00a0 su vida \u00fatil dentro del cuerpo humano.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Uno de los grandes problemas que ha acechado siempre a este procedimiento ha sido el relacionado con las propiedades tribol\u00f3gicas de las superficies de roce del implante. Es decir, el desgaste de las partes de la pr\u00f3tesis que se hallan en contacto a lo largo del tiempo. Con el fin de dar soluci\u00f3n a este problema, se han desarrollado una amplia variedad de estudios para dilucidar cu\u00e1l es la combinaci\u00f3n \u00f3ptima para cada situaci\u00f3n cl\u00ednica y de este modo evitar las cirug\u00edas de revisi\u00f3n; consecuencia del aflojamiento mec\u00e1nico de las pr\u00f3tesis.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por consiguiente, dado que se observa un incremento de la esperanza de vida y los biomateriales presentan una vida \u00fatil limitada, se est\u00e1n estudiando nuevas tendencias, como el uso del tantalio o el empleo de la ingenier\u00eda tisular en el campo de la ortopedia para dotar a las superficies de los implantes de propiedades biol\u00f3gicas inalcanzables por s\u00ed mismos. Estas nuevas aplicaciones deber\u00e1n estudiarse a largo plazo para conseguir resultados fiables con un nivel claro de evidencia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Palabras clave: artroplastia de cadera, biomateriales, pr\u00f3tesis, ortopedia.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Abstract<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">This bibliographic review analyses the evolution of biomaterials used since the first total hip arthroplasty was successfully carried out in 1962. Thanks to investigation, the properties of materials: metals, polymers and ceramics, have been improved to augment their operating life within the human body.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">One of the greatest problems which has always been related to this procedure, it has been that one concerning the tribological properties of the shell of the implant. In other words, the wearing of the parts of the implant which are in direct contact. In order to solve this problem, many studies have been developed with the aim of proposed the materials optimum combination adapted to every single clinical situation and, therefore, avoid revision surgeries as a consequence of the mechanical prostheses loosening.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Therefore, since it is known the continuous growth of life expectancy and, at the same time, biomaterials show a limited operating life, new tendencies are under investigation. New tendencies such, as the use of tantalum or tissue engineering in the orthopedic field have been studied to provide biological properties to the shells of the implants which would not be naturally attainable. These new applications must be studied in the long term so as to be proved in reliable terms.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Keywords: hip arthroplasty, biomaterials, hip joint, orthopedic, prosthesis.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Los autores de este manuscrito declaran que:<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Todos ellos han participado en su elaboraci\u00f3n y no tienen conflictos de intereses<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La investigaci\u00f3n se ha realizado siguiendo las Pautas \u00e9ticas internacionales para la\u00a0investigaci\u00f3n relacionada con la salud con seres humanos elaboradas por el Consejo de\u00a0Organizaciones Internacionales de las Ciencias M\u00e9dicas (CIOMS) en colaboraci\u00f3n con la Organizaci\u00f3n Mundial de la Salud (OMS).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El manuscrito es original y no contiene plagio.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El manuscrito no ha sido publicado en ning\u00fan medio y no est\u00e1 en proceso de revisi\u00f3n en otra\u00a0revista.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Han obtenido los permisos necesarios para las im\u00e1genes y gr\u00e1ficos utilizados.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Han preservado las identidades de los pacientes.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>1.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Introducci\u00f3n<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Un biomaterial es cualquier elemento cuya funci\u00f3n sea la interacci\u00f3n con los tejidos humanos y fluidos corporales para tratar, mejorar o sustituir elementos anat\u00f3micos del cuerpo humano. Los biomateriales que se utilizan en dispositivos m\u00e9dicos de aplicaci\u00f3n ortop\u00e9dica son com\u00fanmente llamados implantes (1).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Estos biomateriales deber\u00e1n cumplir una serie de propiedades y caracter\u00edsticas muy espec\u00edficas que los conviertan en buenos candidatos para poder ser implantados dentro del cuerpo humano y as\u00ed desarrollar las funciones que de ellos se esperan, funciones que en su aplicaci\u00f3n traumatol\u00f3gica no solo conllevar\u00e1n metas en cuanto a movilidad sino tambi\u00e9n en cuanto a cargas mec\u00e1nicas y resistencia a la corrosi\u00f3n en el medio biol\u00f3gico.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En primer lugar, los materiales deben ser biocompatibles, es decir, que el organismo no desarrolle ning\u00fan sistema de rechazo ante su presencia, adem\u00e1s no deben ser t\u00f3xicos ni carcinog\u00e9nicos.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por otro lado, caracter\u00edsticas ideales ser\u00edan la osteointegraci\u00f3n, es decir, que el hueso pudiese crecer entre la superficie del implante consiguiendo una fijaci\u00f3n perfecta y la bioactividad o capacidad de los materiales expuestos a fluidos corporales de reaccionar qu\u00edmicamente dando lugar a la formaci\u00f3n de un fuerte enlace interfacial entre el hueso y el implante (2).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Las propiedades f\u00edsicas tambi\u00e9n son muy importantes dado que van a sustituir una articulaci\u00f3n enartrosis la cual realiza todos los movimientos posibles, pero adem\u00e1s tiene que soportar de manera c\u00edclica la carga de todo el cuerpo, por ello las caracter\u00edsticas de resistencia mec\u00e1nica, densidad, peso y tiempo de fatiga deben de ser adecuadas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por \u00faltimo y no menos importante es la necesidad de que sean estables e inertes qu\u00edmicamente para evitar la degradaci\u00f3n y el desgaste a lo largo del tiempo en el medio biol\u00f3gico a 37\u00ba de temperatura.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El procedimiento que se lleva a cabo en un reemplazo total de cadera consiste en la sustituci\u00f3n tanto del acet\u00e1bulo como de la cabeza femoral. \u00c9stas se sustituyen por un v\u00e1stago de metal que se inserta en el f\u00e9mur con una cabeza modular, hecha de metal o de cer\u00e1mica la cual se articula con una copa artificial, el componente acetabular. El componente acetabular puede ser polietileno monobloque o un componente modular que consta de una carcasa met\u00e1lica exterior con revestimiento interior de polietileno, cer\u00e1mica o metal). Tanto el tallo femoral como el componente acetabular est\u00e1n conectados al hueso con o sin cemento (3).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Es importante explicar en esta revisi\u00f3n las propiedades tribol\u00f3gicas en la pr\u00f3tesis de cadera ya que la principal tasa de fracaso del implante ha sido el desgaste de la superficie de rodamiento entre la cabeza femoral y el componente acetabular provocando el aflojamiento mec\u00e1nico de la misma.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Se define tribolog\u00eda por tanto como la ciencia de las superficies de roce. En otras palabras, la ciencia de la interacci\u00f3n de las superficies en movimiento relativo abarcando conceptos como fricci\u00f3n, desgaste y lubricaci\u00f3n. Cuando las superficies interactuantes pertenecen al cuerpo humano o animal, incluyendo las articulaciones artificiales, se prefiere el t\u00e9rmino biotribolog\u00eda (4).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Como veremos en la presente revisi\u00f3n los biomateriales que han sido utilizados en este procedimiento han sufrido mejoras en su fabricaci\u00f3n y en sus propiedades para conseguir pr\u00f3tesis con una longevidad adecuada a las exigencias requeridas, intentado evitar en la medida de lo posible las cirug\u00edas de revisi\u00f3n que conllevan un importante gasto hospitalario.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>2.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Objetivos<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Uno de los motivos de elecci\u00f3n de esta revisi\u00f3n bibliogr\u00e1fica es la gran relevancia que en las \u00faltimas d\u00e9cadas est\u00e1 teniendo el reemplazo total de cadera en la pr\u00e1ctica cl\u00ednica debido a que las enfermedades inflamatorias y degenerativas de los huesos y articulaciones afectan a millones de personas en todo el mundo. De hecho, representan la mitad de todas las enfermedades cr\u00f3nicas en personas mayores de 50 a\u00f1os de edad en los pa\u00edses desarrollados (5) llegando a alcanzar cifras de 332000 reemplazos totales de cadera en Estados Unidos durante 2010 y de 98279 en Inglaterra, Gales y el Norte de Irlanda durante el a\u00f1o 2014 lo que convierte a este procedimiento en una de las operaciones del siglo, y uno de los procedimiento electivos m\u00e1s comunes realizados en todo el mundo (3).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por otro lado, la necesidad cl\u00ednica en todos estos \u00e1mbitos se prev\u00e9 continuar creciendo en el futuro previsible, impulsado por el envejecimiento de la poblaci\u00f3n a nivel local y mundial, as\u00ed como el aumento de la prevalencia de estilos de vida f\u00edsicamente activos y las mayores expectativas de calidad de vida en los grupos de m\u00e1s edad lo que est\u00e1 provocando que el sector de los implantes ortop\u00e9dicos forme una parte important\u00edsima y relevante de la industria biom\u00e9dica (6).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por lo tanto, el objetivo principal ser\u00e1 analizar la evoluci\u00f3n que han tenido los biomateriales utilizados en pr\u00f3tesis de cadera en las \u00faltimas d\u00e9cadas debido a que su tiempo de vida es limitado pero las demandas de la poblaci\u00f3n est\u00e1n en continuo aumento.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Como objetivos secundarios tendremos:<\/p>\n<ul style=\"text-align: justify;\">\n<li>Estudiar de los cambios y mejoras de las propiedades de los biomateriales utilizados en el reemplazo total de cadera.<\/li>\n<li>Estudiar de la elecci\u00f3n del par de fricci\u00f3n con menor tasa de desgaste prot\u00e9sico.<\/li>\n<li>Estudiar de las nuevas tendencias sobre el desarrollo de nuevos biomateriales<\/li>\n<\/ul>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>3.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Material y m\u00e9todos<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Para realizar la b\u00fasqueda bibliogr\u00e1fica del presente trabajo hemos consultado las principales fuentes y bases de datos biom\u00e9dicas disponibles como <em>Pubmed, Scopus, Web of Science, Medline y Scientific Electronic Library Online (SciELO)<\/em>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Adem\u00e1s, tambi\u00e9n hemos recurrido a la p\u00e1gina web de la biblioteca de la Usal (https:\/\/bibliotecas.usal.es\/) y de la Revista Espa\u00f1ola de Cirug\u00eda Ortop\u00e9dica y Traumatol\u00f3gica (www.secot.es).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Las palabras clave que hemos empleado para afinar la b\u00fasqueda han sido: Hip arthroplasty, Biomaterials, Hip joint, Orthopedic, Prosthesis. Los criterios de b\u00fasqueda, filtros y operadores boleanos utilizados fueron All fields, AND y Review. Adem\u00e1s, la b\u00fasqueda se ha acotado a aquellas publicaciones realizadas en los \u00faltimos 10 a\u00f1os.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">De entre todos los art\u00edculos encontrados, excluimos aquellos sin acceso gratuito al texto completo o en idiomas distintos al ingl\u00e9s o al castellano. Nos apoyamos en el resumen y las conclusiones para la inclusi\u00f3n de los principales art\u00edculos estudiados en esta revisi\u00f3n, y tras la lectura de los mismos realizamos nuevas b\u00fasquedas acerca de las novedosas tendencias que se estaban investigando en la actualidad, ejemplos de ello fueron la b\u00fasqueda de art\u00edculos relacionados con el tantalio y con la ingenier\u00eda tisular en el mundo de la ortopedia.<\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\" start=\"4\">\n<li><strong>Resultados<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">Fue hace 50 a\u00f1os cuando Sir John Charnley introdujo la era del reemplazo total de cadera. Sus innovaciones en la fijaci\u00f3n de la pr\u00f3tesis con polimetilmetacrilato, el par de fricci\u00f3n de metal\/ polietileno, la instrumentaci\u00f3n estandarizada y los quir\u00f3fanos con aire purificado, revolucionaron los intentos previos de reemplazar caderas con artrosis (7).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00c9ste fue el procedimiento realmente exitoso hasta el momento, y la pr\u00f3tesis utilizada fue cementada con v\u00e1stago de acero inoxidable (5).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Es importante mencionar que el \u00e9xito en la aplicaci\u00f3n de un implante ortop\u00e9dico depende de la compleja interacci\u00f3n de varios factores. En t\u00e9rminos generales, estos pueden agruparse en factores de cirujano, del paciente y propiedades de los implantes (<a href=\"#_bookmark26\">6<\/a>), es en este tercer grupo en el que vamos a centrar nuestra atenci\u00f3n durante la revisi\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Tras la lectura de los art\u00edculos, los autores exponen una serie de requisitos o caracter\u00edsticas esenciales que deben tener los biomateriales utilizados en pr\u00f3tesis para as\u00ed desarrollar de manera adecuada su funci\u00f3n. Las m\u00e1s relevantes, como se ha mencionado anteriormente son biocompatibilidad, osteointegraci\u00f3n y resistencia mec\u00e1nica ante las cargas c\u00edclicas que deben soportar.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">A lo largo de la revisi\u00f3n se ha visto una clara tendencia a utilizar en el reemplazo total de cadera, de entre todos los biomateriales posibles, los metales, los pol\u00edmeros y las cer\u00e1micas, desarrollados a continuaci\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><u>4.1 Metales<\/u><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Los metales fueron los primeros materiales utilizados en las pr\u00f3tesis de cadera. Ha habido un gran desarrollo de una cantidad enorme de aleaciones met\u00e1licas para intentar mejorar sus caracter\u00edsticas mec\u00e1nicas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Los m\u00e1s relevantes de este grupo son el acero inoxidable, con el AISI 316L como principal acero utilizado. Tambi\u00e9n encontramos la aleaci\u00f3n cobalto-cromo (CoCr) cuyo principal problema es la escasa bioactividad que posee provocando una falta de fijaci\u00f3n entre el hueso hu\u00e9sped y el implante y en consecuencia el fallo prot\u00e9sico precoz (5).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por otro lado, el titanio fue una gran revoluci\u00f3n ya que tiene una elevada biocompatibilidad, combina al mismo tiempo una alta dureza, resistencia y ligereza y adem\u00e1s puede quedar perfectamente integrado en el hueso reduciendo el riesgo de fracaso. Los m\u00e1s com\u00fanmente utilizados comercialmente son el puro y el Ti<sub>6<\/sub>Al<sub>4<\/sub>V (5).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Adem\u00e1s de estos metales surgi\u00f3 la combinaci\u00f3n n\u00edquel-titanio (NiTi) (5) la cual presentaba la caracter\u00edstica de memoria que consiste en la capacidad del material para recuperar su forma tras el calentamiento o deformaci\u00f3n, pero se vieron problemas de toxicidad y alergia a las part\u00edculas de n\u00edquel, por lo que se desaconsej\u00f3 su uso. Con los a\u00f1os se vio que la principal limitaci\u00f3n de los metales es que ninguno era bioactivo per se (5) por lo que se intent\u00f3 recubrir la superficie de estos implantes con cer\u00e1micas bioactivas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cada uno de ellos tiene unas caracter\u00edsticas diferentes que han sido bien estudiadas para una buena indicaci\u00f3n cl\u00ednica. Las principales son el m\u00f3dulo de elasticidad, la m\u00e1xima resistencia a la tracci\u00f3n y el l\u00edmite de resistencia m\u00e1xima que se define como el estr\u00e9s en el que comienza la deformaci\u00f3n pl\u00e1stica de un material. Algunos de los trabajos revisados han resumido en una tabla las propiedades mec\u00e1nicas de los metales m\u00e1s frecuentemente utilizados en la elaboraci\u00f3n de pr\u00f3tesis met\u00e1licas de cadera.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Dentro del campo de los metales, apareci\u00f3 una nueva alternativa, el tantalio. Es un metal perteneciente al grupo de vanadio y niobio que fue descubierto en 1802 por el sueco A.G. Ekeberg, para ser utilizado fundamentalmente en la industria de la electr\u00f3nica para la fabricaci\u00f3n de circuitos y condensadores (9). Con el paso del tiempo se empez\u00f3 a ver que este material ten\u00eda propiedades perfectas para usar en el \u00e1mbito de la implantolog\u00eda y esto supuso una revoluci\u00f3n en la industria biom\u00e9dica ya que las principales limitaciones de los materiales hasta ahora comentados, bioactividad y osteointegraci\u00f3n podr\u00edan ser suplidas por el tantalio.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La estructura b\u00e1sica de este metal tantalio poroso produce una alta porosidad volum\u00e9trica, un bajo m\u00f3dulo de elasticidad, y relativamente altas caracter\u00edsticas de fricci\u00f3n lo cual hace que sea un candidato perfecto en cuanto a caracter\u00edsticas mec\u00e1nicas respecto al resto de metales utilizados hasta el momento.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Otras caracter\u00edsticas de suma importancia probadas de este nuevo biomaterial han sido la biocompatibilidad, la bioactividad y la osteointegraci\u00f3n adem\u00e1s de la gran capacidad de flujo de fluidos entre sus poros (2).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Probablemente lo m\u00e1s llamativo del tantalio es que permite el crecimiento \u00f3seo en su estructura porosa y recientemente se ha visto tambi\u00e9n que podr\u00eda haber crecimiento de estructuras fibrosas como ligamentos y tendones en las superficies de este nuevo metal lo que tendr\u00eda mucha importancia para salvar estas estructuras en las grandes pr\u00f3tesis, como la de cadera (10).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por todas estas caracter\u00edsticas se empez\u00f3 a utilizar el tantalio en la pr\u00e1ctica cl\u00ednica. El principal procedimiento ha sido el reemplazo total de cadera primaria donde se usan monobloques de tantalio.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Existen m\u00faltiples estudios tempranos con este monobloque acetabular de tantalio, recogidos en la tabla resumen del art\u00edculo de Levine et al (10), que van desde 2 a 5 a\u00f1os de seguimiento revelando tanto radiogr\u00e1ficamente como en cortes histol\u00f3gicos hueso en crecimiento entre sus poros adem\u00e1s de mejores resultados cl\u00ednicos por ausencia de desgaste prot\u00e9sico. Las posibles desventajas de este dise\u00f1o incluyen debido a su falta de modularidad, incapacidad para visualizar asiento completo del componente durante la intervenci\u00f3n, sin opci\u00f3n de fijaci\u00f3n suplementaria si fuese necesario.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Otro procedimiento donde se ha utilizado tambi\u00e9n el tantalio es en la reconstrucci\u00f3n acetabular de grandes defectos \u00f3seos en cirug\u00edas de revisi\u00f3n donde se ha observado que el tantalio poroso es una excelente alternativa respecto al injerto de hueso para rellenar grandes vac\u00edos. Series cl\u00ednicas recientes han proporcionado buenos niveles de evidencia respecto al \u00e9xito cl\u00ednico de este procedimiento. Aunque es necesario a\u00fan el seguimiento largo plazo se ha demostrado que \u00e9ste m\u00e9todo se asocia a resultados m\u00e1s favorables que los obtenidos hasta el momento (11)(12).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">4.2. Pol\u00edmeros<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Dentro de la gran variedad de pol\u00edmeros utilizados como biomateriales, en su aplicaci\u00f3n para las pr\u00f3tesis de cadera consigui\u00f3 un gran protagonismo en 1959 la fabricaci\u00f3n comercial de resina de polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE) el cual ha tenido avances y mejoras significativas con el paso del tiempo (8).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Es bien conocido que las part\u00edculas de desgaste producidas por los polietilenos de alta o ultra alta densidad son las que limitan la duraci\u00f3n de los implantes. La respuesta de la industria a este problema ha sido el desarrollo de polietilenos con elevado entrecruzamiento de enlaces (HXLPE)(4), pues se ha demostrado que la resistencia al desgaste se mejora significativamente (8). Este elevado entrecruzamiento se obtiene mediante la creaci\u00f3n de enlaces covalentes que interconectan los radicales libres de los pol\u00edmeros originales.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La t\u00e9cnica m\u00e1s utilizada es la aplicaci\u00f3n en primer lugar de radiaciones ionizantes electromagn\u00e9ticas tipo gamma o con haces de electrones a dosis de entre 5 y 10 Mrads. El segundo paso es estabilizarlo calentando el polietileno y por \u00faltimo esterilizarlo, bien con \u00f3xido de etileno o con gas plasma. Con el empleo de estos novedosos procesos para la fabricaci\u00f3n de polietilenos, se ha podido demostrar una disminuci\u00f3n considerable en las tasas de desgaste cuando se compara el polietileno con elevado entrecruzamiento de enlaces y los polietilenos est\u00e1ndar de ultra alto peso molecular (8).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">La incorporaci\u00f3n m\u00e1s reciente para prevenir el riesgo de oxidaci\u00f3n tras la irradiaci\u00f3n en los polietilenos altamente cruzados es la resina de vitamina E (13), sin embargo, no existen a\u00fan suficientes estudios prospectivos acerca de esta nueva innovaci\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">4.3. Cer\u00e1micas<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">A lo largo de la revisi\u00f3n hemos observado c\u00f3mo se distinguen dos tipos principales de este material, por un lado, los que tienen como base al\u00famina (Al<sub>2<\/sub>O<sub>3<\/sub>) cuya principal caracter\u00edstica es la estabilidad fisicoqu\u00edmica, aunque presenta una pobre dureza. Y por otro lado tenemos la circona (ZiO<sub>2<\/sub>) que es m\u00e1s dura pero menos estable.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por todo ello surgi\u00f3 la idea de crear una nueva cer\u00e1mica, combinando las propiedades de al\u00famina y las caracter\u00edsticas mec\u00e1nicas de circona, a la que se llam\u00f3 Biolox delta, con buenas propiedades mec\u00e1nicas y bioactivas para su uso en implantolog\u00eda (1). Muchos de los art\u00edculos le\u00eddos coinciden en que el principal problema de las cer\u00e1micas era su riesgo de fractura, el cual se ha reducido considerablemente desde un 13% a un 0.002% como consecuencia sobre todo de una reducci\u00f3n del tama\u00f1o de grano y de mejoras en el proceso de fabricaci\u00f3n y dise\u00f1o.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una vez comentados los diferentes materiales y bas\u00e1ndonos en las propiedades tribol\u00f3gicas mencionadas anteriormente, expondremos las posibles combinaciones de biomateriales en las superficies de roce, de las que habr\u00e1 que valorar cu\u00e1l es la m\u00e1s id\u00f3nea para cada situaci\u00f3n en la pr\u00e1ctica cl\u00ednica.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En primer lugar, m\u00faltiples estudios recientes bien documentados de metal o cer\u00e1mica sobre polietileno altamente entrecruzado, muestran un promedio de duraci\u00f3n de 10 a\u00f1os tras el implante con un desgaste menor y sin osteolisis, incluso en pacientes j\u00f3venes altamente activos (7). Estas combinaciones son las que m\u00e1s se usan en la actualidad.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Respecto al par tribol\u00f3gico metal-metal hoy sabemos que genera iones y part\u00edculas directamente relacionados con el tipo de aleaci\u00f3n met\u00e1lica, el dise\u00f1o de los componentes y el posicionamiento de los implantes. El Dr. Hans Georg Willert public\u00f3 en el 2005 un art\u00edculo en el que se correlacionaba las reacciones de hipersensibilidad con la liberaci\u00f3n de iones en implantes metal-metal , ocasionando cambios indeseables en los tejidos periprot\u00e9sicos (8). El fracaso temprano debido a una reacci\u00f3n adversa local de los tejidos ha sido recientemente atribuido a la corrosi\u00f3n del cono de la cabeza- cuello, especialmente con el uso de cabezas femorales modulares con un di\u00e1metro de 36 mm o m\u00e1s. Independiente de la etiolog\u00eda, fuente y patog\u00e9nesis de esta metalosis, las agencias gubernamentales en Reino Unido y Estados Unidos han publicado advertencias sobre el uso de pares de fricci\u00f3n de metal sobre metal (7).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Entre los pares de fricci\u00f3n actuales, la cer\u00e1mica-cer\u00e1mica posee el menor coeficiente de desgaste de todas las tribolog\u00edas existentes, ya que su peque\u00f1o tama\u00f1o de grano le permite tener una muy baja rugosidad en la superficie. Su muy elevada dureza ofrece una mayor resistencia al rayado y su alta capacidad hidrof\u00edlica permite una excelente lubricaci\u00f3n. Estas caracter\u00edsticas hacen que en el ambiente articular se produzcan simples reacciones fibrosas en vez de inflamatorias como las observadas con el polietileno; es decir, las cer\u00e1micas producen una escasa respuesta biol\u00f3gica indeseable (8).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Cabe mencionar que frente a todas estas ventajas las cer\u00e1micas actuales presentan tres problemas principales, que son la posible fractura, el ruido al caminar y el despostillado sin ruptura.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>5.\u00a0 Discusi\u00f3n<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una vez comentada la progresi\u00f3n de los biomateriales usados en pr\u00f3tesis de cadera, debemos preguntarnos qu\u00e9 combinaci\u00f3n ser\u00eda la m\u00e1s apropiada para cada situaci\u00f3n cl\u00ednica ya que, con el tiempo, algunas pr\u00f3tesis articulares pueden requerir una cirug\u00eda de revisi\u00f3n, principalmente a causa de la inestabilidad y el aflojamiento mec\u00e1nico. Este hecho es de especial importancia para los pacientes m\u00e1s j\u00f3venes debido a que supone un problema importante en la cirug\u00eda de revisi\u00f3n la p\u00e9rdida de stock \u00f3seo y la consecuente dificultad para reconstruir un conjunto estable (14). Tambi\u00e9n es importante destacar que el uso de la fijaci\u00f3n acetabular cementada en la revisi\u00f3n se ha asociado con tasas de aflojamiento inaceptable (2) por lo que en la mayor\u00eda de centros se prefiere la utilizaci\u00f3n de pr\u00f3tesis no cementadas.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Con el \u00e9xito del reemplazo total de cadera se prev\u00e9 que, en 2030, los pacientes de menos de 65 a\u00f1os constituir\u00e1n el 52% de los procedimientos por lo que existe un debate permanente sobre cu\u00e1l es la superficie de rodamiento \u00f3ptimo en pacientes j\u00f3venes ya que las pr\u00f3tesis deben soportar m\u00e1s cargas debido a la alta actividad de sus estilos de vida pudiendo ocasionar el fallo temprano de la misma (13). La soluci\u00f3n a estos problemas es la utilizaci\u00f3n de superficies cer\u00e1mica-cer\u00e1mica para los pacientes de menor edad ya que las tasas de desgaste son cuantitativamente menores.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En los \u00faltimos tiempos se ha pensado en la repavimentaci\u00f3n de cadera como una soluci\u00f3n alternativa a la artroplastia total en los pacientes j\u00f3venes. \u00c9sta consiste en colocar una tapa met\u00e1lica de cobalto-cromo, que es hueca sobre la cabeza del f\u00e9mur, mientras que una copa met\u00e1lica coincidente (similar a la que se usa en una artroplastia total) se coloca en el acet\u00e1bulo reemplazando las superficies articulares de la articulaci\u00f3n de la cadera del paciente y eliminando muy poco hueso (15).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Una de las preocupaciones principales acerca de la repavimentaci\u00f3n de la cadera reside en una fractura del cuello femoral, lo cual puede ocurrir durante el per\u00edodo posoperatorio adem\u00e1s de que en 2010 los resultados tras la implantaci\u00f3n de esta nueva t\u00e9cnica no fueron buenos probablemente debido al dise\u00f1o defectuoso de las superficies de metal (16). Otro dato importante es que las reintervenciones han sido m\u00e1s frecuentes y ocurren antes con la repavimentaci\u00f3n de cadera que con el reemplazo total (17). Por todo esto, se deber\u00e1 seguir investigando para conseguir mayores niveles de evidencia que permitan a esta nueva t\u00e9cnica convertirse en una nueva alternativa fiable para los pacientes frente a la artroplastia total.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Seg\u00fan el Registro Nacional conjunto de Inglaterra, Gales e Irlanda del Norte los implantes tradicionales, siguen siendo los m\u00e1s ampliamente utilizados, que abarcan aproximadamente el 60% de todos los procedimientos en 2012, siendo el metal m\u00e1s utilizado el CoCrMo (4). Esto es en parte debido a la introducci\u00f3n del polietileno con alto cruzamiento de enlaces (HXLPE)(4). El uso de los componentes de cer\u00e1mica est\u00e1 aumentando, con un incremento del 22% del par cer\u00e1mica-cer\u00e1mica (4). Tambi\u00e9n en este caso, las mejoras en las propiedades cer\u00e1micas alcanzadas con Biolox delta caracterizadas por una alta resistencia mec\u00e1nica y alta resistencia al desgaste, han sido un factor determinante.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Como se mencion\u00f3 anteriormente, el desgaste de los implantes de cer\u00e1mica es irrelevante y una de las principales preocupaciones en su empleo es todav\u00eda el chirrido. Por el contrario, el uso de cojinetes de metal, tanto en artroplastia total como en repavimentaci\u00f3n, ha disminuido en los \u00faltimos a\u00f1os. Tras alcanzar un pico entre 2006 y 2008, estos implantes han sido ampliamente abandonados con un uso, ahora reducido al 1,5% (4). Esta tendencia se debe en gran medida a las preocupaciones actuales sobre pseudotumores causada por iones met\u00e1licos t\u00f3xicos (4).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Estos datos descritos recogidos durante la revisi\u00f3n de los art\u00edculos se corresponden tambi\u00e9n con el tipo de utilizaci\u00f3n de pr\u00f3tesis de cadera en el servicio de Traumatolog\u00eda del Hospital Universitario de Salamanca, d\u00f3nde el par que m\u00e1s se utiliza en pacientes mayores de 70 a\u00f1os es el metal-polietileno mientras que en pacientes j\u00f3venes se prefiere usar cer\u00e1mica-cer\u00e1mica.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Adquiere vital inter\u00e9s mencionar las nuevas tendencias futuras que est\u00e1n en desarrollo en el campo de la artroplastia total de cadera de las que se necesita todav\u00eda seguimiento a largo plazo.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">En la actualidad un amplio grupo de cient\u00edficos y biotecn\u00f3logos sigue gastando sus mejores esfuerzos en la b\u00fasqueda de reparaci\u00f3n (en lugar de la sustituci\u00f3n con biomateriales artificiales) del cart\u00edlago da\u00f1ado. Aunque este enfoque representa un verdadero y anhelado objetivo, a\u00fan est\u00e1 lejos de una realizaci\u00f3n plena, especialmente en las articulaciones de la cadera ya que los \u00e9xitos logrados hasta la fecha a trav\u00e9s de estrategias de reparaci\u00f3n del cart\u00edlago biol\u00f3gico, a pesar de ofrecer alivio sintom\u00e1tico y mejora la funci\u00f3n articular, se limita a lesiones locales y s\u00f3lo puede aplicarse en cirug\u00edas de rodilla (16).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por otro lado, ha aparecido como posible componente de cabezas femorales un nuevo material llamado Oxinum. Est\u00e1 compuesto en su mayor parte por metal, pero con la caracter\u00edstica de que se recubre con una capa de cer\u00e1mica s\u00f3lida para conseguir las ventajas tribol\u00f3gicas de las mismas en la superficie articular incluyendo una mayor lubricidad y una excelente resistencia al desgaste abrasivo (16).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Otra novedad que est\u00e1 ganando popularidad es la intenci\u00f3n de modificar la superficie de los implantes con factores de crecimiento y p\u00e9ptidos favoreci\u00e9ndose as\u00ed la actividad osteobl\u00e1stica y la integraci\u00f3n \u00f3sea. Los m\u00e1s com\u00fanmente utilizados son el factor de crecimiento transformante beta (TGF-\u03b2) y la familia de prote\u00ednas morfogen\u00e9ticas del hueso (BMP), especialmente BMP7 y BMP2 (6), ambos con capacidad de inducir fuertemente la formaci\u00f3n de hueso nuevo, cart\u00edlago y tejido conjuntivo. Tambi\u00e9n se ha especulado colocar en la superficie de las pr\u00f3tesis antimicrobianos, ya que las infecciones son complicaciones catastr\u00f3ficas en cualquier reemplazamiento articular (6).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por \u00faltimo, se est\u00e1 innovando con la aplicaci\u00f3n de c\u00e9lulas madre, terapias g\u00e9nicas, y nuevos f\u00e1rmacos biol\u00f3gicos en el campo de ortopedia donde la ingenier\u00eda tisular \u00f3sea podr\u00eda tener un impacto clave en la mejora de las opciones de cl\u00ednica actual (18).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Es muy importante tener en cuenta que en las futuras l\u00edneas de investigaci\u00f3n la utilizaci\u00f3n en cl\u00ednica de un nuevo biomaterial debe ir precedida de un profundo y minucioso estudio experimental del mismo, y s\u00f3lo debe implantarse cuando las supuestas ventajas superen los posibles inconvenientes, y \u00e9stos no supongan riesgo para el paciente, pues a corto plazo casi todo funciona, no as\u00ed con el transcurso del tiempo. Los buenos resultados de hoy pueden ser los recambios del ma\u00f1ana, para lo cual se requiere un seguimiento prolongado (19).<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por todo ello, se ha demostrado una tendencia hacia un mayor nivel de evidencia en cirug\u00eda de cadera a lo largo de la \u00faltima d\u00e9cada por lo que el aumento constante de la demanda de la poblaci\u00f3n combinada con una tendencia global hacia la austeridad financiera hace necesario un mayor \u00e9nfasis en tratamientos sustentados por una s\u00f3lida base de pruebas. Esto permitir\u00e1 a los m\u00e9dicos optimizar los resultados de los pacientes por lo que es necesario que ante la interminable variedad de nuevas y emergentes tecnolog\u00edas e innovaciones quir\u00fargicas la comunidad de ortopedia asuma la responsabilidad de presentar evidencia para apoyar las mejores pr\u00e1cticas en su campo (20)<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Conclusiones<\/strong><\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>Los principales biomateriales de aplicaci\u00f3n en pr\u00f3tesis de cadera son los metales, pol\u00edmeros y cer\u00e1micas; cuyas propiedades se han ido mejorando en las \u00faltimas d\u00e9cadas.<\/li>\n<li>La principal causa de fracaso del implante es el desgaste de las superficies de rozamiento entre cabeza femoral y acet\u00e1bulo.<\/li>\n<li>En la actualidad el par m\u00e1s utilizado en las superficies de fricci\u00f3n es el metal- polietileno altamente cruzado en pacientes de avanzada edad y en pacientes j\u00f3venes se utilizan los pares cer\u00e1mica-cer\u00e1mica dada su baja tasa de desgaste.<\/li>\n<li>El tantalio ha revolucionado el mundo de la industria biom\u00e9dica debido a su estructura porosa, bioactividad y capacidad de osteointegraci\u00f3n.<\/li>\n<li>La tendencia de la evoluci\u00f3n de los biomateriales ha hecho que la durabilidad de la pr\u00f3tesis sea mucho mayor y que la artroplastia de cadera pueda ser una soluci\u00f3n posible en los pacientes j\u00f3venes.<\/li>\n<li>De cara al futuro ser\u00e1 necesario seguir innovando con nuevas l\u00edneas de aplicaci\u00f3n como la repavimentaci\u00f3n de cadera o la ingenier\u00eda tisular en el mundo de la ortopedia.<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>7.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n<ol>\n<li style=\"text-align: justify;\">Affatato S, Ruggiero A, Merola M. 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Journal of orthopaedics and traumatology : official journal of the Italian Society of Orthopaedics and Traumatology. 2016;17(4):291-5.<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Evoluci\u00f3n de los biomateriales utilizados en pr\u00f3tesis de cadera Autora principal: Sandra Abando Ruiz Vol. XVIII; n\u00ba 3; 133<\/p>\n","protected":false},"author":713,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[207],"tags":[9561,3715,6235,2256,1344,3802],"class_list":["post-70456","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-traumatologia","tag-artroplastia-de-cadera","tag-biomateriales","tag-ortopedia","tag-protesis","tag-protesis-de-cadera","tag-revision-bibliografica","no-featured-image-padding"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v26.6 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Evoluci\u00f3n de los biomateriales utilizados en pr\u00f3tesis de cadera<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Evoluci\u00f3n de los biomateriales utilizados en pr\u00f3tesis de cadera Autora principal: Sandra Abando Ruiz Vol. XVIII; 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