Prótesis virtuales de titanio
Entre los materiales más habituales para la construcción de prótesis se encuentran varios metales. Lamentablemente, las aleaciones y los procesos aplicados para lograr las propiedades mecánicas deseadas provocan con frecuencia problemas de compatibilidad biológica en los tejidos receptores. Ante esta situación ha surgido la alternativa prometedora de incorporar nanomateriales que ofrecen resistencia, compatibilidad biológica y facilidad de mecanizado. La investigación sobre la nanoestructuración del titanio y sus aleaciones se encuentra aún en un estadio incipiente. Los experimentos a tal efecto, que consisten en cultivos celulares y en pruebas mecánicas y en vivo, son caros, lentos y requieren también amplios ensayos con animales. Si estos métodos pudieran sustituirse por modelos predictivos precisos, se podría incrementar enormemente la rentabilidad de la labor de desarrollo. Así, los científicos participantes en el proyecto financiado con fondos europeos VINAT desarrollaron un entorno de modelización virtual a multiescala. El equipo responsable integró en los modelos descripciones a nivel atomístico, de cristales y de grano/microestructura mediante una serie de métodos informáticos avanzados. El entorno virtual permite analizar las propiedades, la resistencia y la compatilidad biológica de los materiales a base de titatio, nanoestructurados y con granularidad ultrafina, destinados para su uso en implantes médicos. Los investigadores centraron sus esfuerzos en tres tipos de materiales derivados del titanio, a saber, el titanio puro, las aleaciones de titanio-neobio y las aleaciones superelásticas con memoria de forma de titanio-níquel (Ti-Ni). Las aleaciones con memoria de forma son una clase novedosa de metales que «recuerdan» su forma. Las aleaciones Ti-Ni se consideraron las más prometedoras, por ejemplo para endodoncias y coronas dentales, mientras que el nanotitanio podría ser muy útil en implantes. A partir de sus tareas de modelización y experimentación, los investigadores pudieron desarrollar y ensayar un nuevo implante de pequeño diámetro y gran resistencia a base de titation de granularidad ultrafina. Este implante, cuyo diámetro es concretamente de 4 mm, soporta la misma carga que el anterior, de 7 mm, lo cual dificulta las cirugías incluso en puntos difíciles y reduce la lesión causada al paciente. Asimismo, se creó un nuevo método de procesado para la fabricación de los materiales. Los frutos de VINAT están llamados a mejorar considerablemente la calidad de vida de la población en edad avanzada de la UE al agilizar el proceso de desarrollo de prótesis a base de titanio. El programa desarrollado de modelización a escala múltiple, que abarca ensayos virtuales tanto mecánicos como de compatibilidad biológica, reducirá al mínimo la necesidad de efectuar pruebas in vitro y en vivo. A su vez, ello incrementará la competitividad de las pequeñas y medianas empresas de Europa que se dedican a este campo.
Palabras clave
Titanio, protética, prótesis, biocompatibilidad, compatibilidad biológica, nanomateriales, entorno virtual
