Hidroxiapatita como sustituto del tejido óseo.

 

Dr. Yovanny Ferrer Lozano*, Dr. Julio Jorge Vergara Pages **, Dr. Pablo Oquendo Vázquez **

 

* Especialista de Segundo Grado en Ortopedia y Traumatología. Profesor Instructor FCM Matanzas. Profesor Adjunto Universidad de Matanzas. Investigador agregado FCM Matanzas

** Especialista de Primer Grado en Ortopedia y Traumatología.

 

Hospital Clínico-quirúrgico Territorial Docente de Cárdenas Julio M Aristegui Villamil.

 

Resumen

 

Generalmente se requiere un injerto o un sustituto de hueso para ayudar o completar la reparación de una deficiencia esquelética debida a trauma, tumores o desarrollo anormal, y así restaurar la función normal del tejido. Los biomateriales pueden utilizarse como sustitutos del injerto de hueso antólogo. Dentro de las cerámicas utilizadas se encuentra la hidroxiapatita, Ca10-x (PO4) x (HPO4) 6-x (OH) 2-, principal componente inorgánico del hueso de los vertebrados; también la encontramos en la dentina y el esmalte dental. La biocompatibilidad de la Hidroxiapatita sintética ha sido sugerida no solo por su composición sino por los resultados obtenidos en su implantación in vivo, los cuales han demostrado ausencia de toxicidad local o sistémica, no provocando inflamación o respuesta a cuerpo extraño

 

Palabras clave: injerto óseo, biomaterial, hidroxiapatita, biocompatibilidad.

 

Introducción

 

Generalmente se requiere un injerto o un sustituto de hueso para ayudar o completar la reparación de una deficiencia esquelética debida a trauma, tumores o desarrollo anormal, y así restaurar la función normal del tejido. El primer simposio de Biomateriales celebrado en 1969 en la Universidad de Clemson, Carolina del Sur, Estados Unidos marca el punto de partida de la necesaria integración de las disciplinas complementarias a la ingeniería y a la medicina para el desarrollo de materiales biomédicos. Conceptualmente un Biomaterial no es más que una sustancia (diferente de una droga o medicamento) o una combinación de sustancias que puede ser usada por un período de tiempo como un todo o formando parte de un sistema que trata, aumenta o sustituye un tejido, órgano o función del cuerpo. Es decir, un material no vivo usado como dispositivo médico dirigido a interactuar con el sistema biológico (1).

 

Sobre la base de la duración y la forma del contacto que se establece con el organismo, los biomateriales suelen clasificarse como de uso temporal o permanente y de localización intra o extracorpórea. Desde el punto de vista de su función se pueden distinguir entre ellos los dispositivos destinados al soporte, al diagnóstico o al tratamiento (2). Algunos biomateriales contienen drogas y son considerados medicamentos, otros pueden incluir células vivas y construir los llamados biomateriales híbridos. También hay biomateriales que incluyen compuestos capaces de responder a señales provenientes del medio biológico, estos reciben el nombre de materiales inteligentes.

 

Existen cuatro grandes grupos de materiales sintéticos usados para implantación: metálicos, cerámicos, poliméricos y compuestos de ellos (3). Para el desarrollo de nuevos biomateriales implantológicos deben tenerse en cuenta algunos factores como:

 

• Ser biocompatible, es decir, debe ser aceptado por el organismo, no provocar que éste desarrolle sistemas de rechazo ante la presencia del biomaterial
• Tener un tiempo de fatiga adecuado. Ser capaz de soportar cargas cuando sea necesario. Esto permite el mantenimiento de la estructura de tal forma, que el hueso formado pueda remodelarse adquiriendo cualidades que el hueso original.
• Ser químicamente estable (no presentar degradación en el tiempo) e inerte.
• Ser osteoactivo, es decir, debe estimular la formación de nuevo hueso. La osteoactividad se manifiesta en el carácter osteoinductor y/o osteoconductor del implante. Alternativamente un material puede estimular la sustitución por pasos, es decir, al mismo tiempo que se reabsorbe se produce un nuevo hueso en su lugar.
• El implante no debe causar molestias o dolor, refractura, sangramiento excesivo, respuesta a cuerpo extraño, deformidad o transmisión de enfermedades. No debe reabsorberse antes de la formación de hueso nuevo, ya que puede provocar formación de cavidades y/o formación de tensiones.
• No ser tóxico, ni carcinógeno.
• Tener un diseño de ingeniería perfecto; esto es, el tamaño y la forma del implante deben ser los adecuados.
• Ser relativamente barato, reproducible y fácil de fabricar y procesar para su producción en gran escala.

 

Su característica dinámica es esencial, se encuentra en constante transformación.

 

Desarrollo

 

El descubrimiento de factores de crecimiento óseo, sustancias naturales presentes en el hueso y que pueden promover su formación, inicialmente llamados osteogénicos o, desde entonces, conocidos como BMP (por Bone Morphogenetic Proteins), se debe a Urist (4).

 

Los injertos más utilizados actualmente son hueso del mismo paciente (autólogo) o hueso de cadáver (alogénico). Se han realizado investigaciones con diferentes materiales incluyendo biológicos, polímeros, cerámicos y combinaciones de estos; el objetivo es encontrar el producto ideal que reemplace y elimine los problemas relacionados con la disponibilidad, la biocompatibilidad y la transmisión de enfermedades. El sustituto óseo ideal debe ser estéril, no tóxico, aceptable inmunológicamente y disponible en cantidades suficientes. El sustituto óptimo debería ser capaz de inducir la diferenciación de células locales a células formadoras de hueso y al mismo tiempo proporcionar un andamio conductivo, gradualmente reabsorbible para la formación de nuevo hueso. Adicionalmente, el material debe actuar como una barrera mecánica para el crecimiento de tejido fibroso o la interposición de músculo en el defecto óseo.

Los Biomateriales, desde el punto de vista de su comportamiento biológico se clasifican en: bioinertes, biotolerados y bioactivos y esto, está en correspondencia con la actividad biológica que se produce en la interfase implante-tejido óseo.

 

Son bioinertes el titaniun y las fibras de carbón y en la interfase no hay reacción entre ambos elementos. Biotolerados son una larga lista de elementos como metales, polietileno, cemento óseo, etc., y en estos se observa una reacción del tejido vivo ante él implante. Son bioactivos las cerámicas, los cristales biológicos, el fosfato tricálcico, la Hidroxilapatita, etc. y en estos hay una reacción y unión entre ambas superficies (tejido vivo- implante). Esta interacción biológica entre ambos tejidos se conoce como osteointegración.

 

Hidroxiapatita (HAP)

 

Dentro de las cerámicas utilizadas se encuentra la hidroxiapatita, Ca10-x (PO4) x (HPO4) 6-x (OH) 2-x con 0

 

En presencia de flúor los cristales de hidroxiapatita se transforman a cristales de flúorapatita.

 

 

La Hidroxiapatita, con gran similitud físico química al tejido óseo, se comporta como una estructura osteoconductiva que permite ser invadida por tejido conectivo proveniente del hueso circundante para posteriormente osificarse, manteniendo en su interior las características de su origen.