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Los metales de los implantes podrían acumularse en el tejido óseo, advierte un estudio
Para garantizar la estabilidad mecánica a largo plazo, las articulaciones artificiales se fabrican con materiales que contienen una serie de aleaciones metálicas diferentes.
Utilizando técnicas analíticas altamente complejas, un grupo de investigadores de la Charité - Universitätsmedizin de Berlín (Alemania) ha observado en detalle cómo los diferentes metales se liberan de los implantes articulares y se acumulan en el tejido óseo circundante. Los hallazgos mostraron una constante liberación de metales de varios componentes de los implantes. A diferencia de las suposiciones anteriores, esto no estaba relacionado con el grado de tensión mecánica involucrada. Los hallazgos de los investigadores, que han sido publicados en la revista 'Advanced Science', ayudarán a optimizar los materiales utilizados en los implantes y a mejorar su seguridad.
Los implantes articulares modernos restauran la movilidad sin dolor de los pacientes con enfermedades articulares degenerativas crónicas, mejorando así drásticamente su calidad de vida. Para garantizar la estabilidad mecánica a largo plazo, las articulaciones artificiales se fabrican con materiales que contienen una serie de aleaciones metálicas diferentes. Sin embargo, un factor crucial para determinar la eficacia a largo plazo de un implante es su integración en el tejido óseo circundante.
Estudios anteriores sobre la estabilidad de los implantes muestran que la fricción entre las superficies articuladas (superficies de apoyo) puede dar lugar a la formación de residuos metálicos. Estos desechos de desgaste pueden conducir a la osteólisis, la destrucción del hueso alrededor del implante, que puede resultar en el aflojamiento prematuro del implante. La posibilidad de una liberación constante de metal de otras partes de la prótesis no había recibido mucha atención anteriormente.
Para este nuevo análisis, los investigadores utilizaron una configuración única de imágenes de fluorescencia de rayos X basada en el sincrotrón. "Nuestro trabajo nos ha permitido mostrar, por primera vez, que tanto las partículas como los metales disueltos liberados por los implantes de artroplastia están presentes en el hueso y la médula ósea circundantes a niveles suprafisiológicos. Por lo tanto, la capa rica en colágeno que encapsula el implante después de la cirugía no separa estos metales del tejido humano en la medida que se había supuesto anteriormente", explica uno de los líderes del estudio, Sven Geibler.
Los investigadores recogieron diminutas muestras de hueso y médula ósea de 14 pacientes sometidos a un procedimiento de artroplastia de cadera o de rodilla. Determinaron entonces la composición cualitativa y cuantitativa de las muestras utilizando una técnica conocida como fluorescencia de rayos X. Esta técnica proporciona una visión única de la concentración, distribución, localización y acumulación de productos metálicos de degradación como el cobalto, el cromo o el titanio en el hueso y la médula ósea adyacentes.
El haz de rayos X extremadamente brillante e intensamente enfocado que se requiere fue logrado por la fuente de radiación de sincrotrón en la Instalación Europea de Radiación de Sincrotrón (ESRF). La ESRF, que se encuentra en Grenoble (Francia), es el único acelerador de partículas del mundo que ofrece una resolución espacial de hasta 30 nanómetros.
"Nuestro estudio ha contribuido en gran medida a la mejora de la evaluación riesgo-beneficio de los dispositivos médicos. Ha demostrado que estas evaluaciones no solo deben incluir pruebas de biocompatibilidad de las materias primas, sino que las pruebas de biocompatibilidad deben extenderse también a los productos de desgaste y corrosión. Por lo tanto, los datos de este estudio serán decisivos para mantener la seguridad de los implantes al nivel más alto posible", concluye Geibler.
En base a sus hallazgos, los investigadores planean llevar a cabo estudios adicionales que investigarán las consecuencias biológicas de la liberación de metal en los huesos y la médula ósea. Al mismo tiempo, los investigadores desarrollarán nuevos enfoques que facilitarán las pruebas preclínicas fiables de los materiales de los implantes utilizando tanto células humanas como tejidos modificados.
