Recubrimiento para implantes médicos disminuye tasas de rechazo

Un recubrimiento inteligente novedoso para implantes quirúrgicos se adhiere más estrechamente al hueso y previene la infección, declara un nuevo estudio.

Investigadores en la Universidad Estatal de Carolina del Norte (Raleigh, EUA) y el Laboratorio Nacional Oak Ridge (Oak Ridge, TN, EUA) desarrollaron una serie de cubiertas de hidroxiapatita graduadas funcionalmente (FGHA) que pueden ser aplicadas en un sustrato de titanio usando depósito ayudado por rayo iónicos. Las cubiertas inteligentes disminuyen el riesgo de rechazo del implante fomentando el crecimiento óseo en el implante creando una capa cristalina próxima al implante, y también una capa externa principalmente amorfa que toca el hueso circundante. La capa amorfa se disuelve con el tiempo, liberando calcio y fosfato, que promueven el crecimiento óseo. Los investigadores también incorporaron nanopartículas de plata –usando varios porcentajes de plata –a través del recubrimiento para evitar infecciones, lo que actúa como agentes antimicrobianos mientras la placa amorfa se disuelve. Esto no solo limita la cantidad de antibióticos que los pacientes necesitarán después de la cirugía, sino que da protección de la infección en el sitio del implante; además, la plata es liberada más rápidamente después de la cirugía, cuando hay más riesgo de infección, debido a la disolución más rápida de la capa amorfa del recubrimiento.

El análisis de la sección del recubrimiento usando microscopía electrónica de transmisión (TEM) y la microscopía electrónica de transmisión y barrido, equipada con espectroscopía de rayos X dispersora de energía mostró una menor cristalinidad y también una distribución de partículas de plata a nanoescala (10-50 nm) desde la interfaz de sustrato de recubrimiento hasta la superficie superior del implante. La difracción de los rayos X y Fourier rápido se transformaron en imágenes TEM de alta resolución y revelaron la presencia de hidroxiapatita dentro del recubrimiento. El estudio fue publicado en la edición del Acta BioMaterialia.

"Lo llamamos un recubrimiento inteligente porque podemos adaptar la tasa a la cual la capa amorfa se disuelve para que corresponda con la tasa de crecimiento óseo de cada paciente”, dijo el coautor Afsaneh Rabiei, Ph.D., un profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "El hueso crece en el recubrimiento cuando la capa amorfa se disuelve, aumentando la adhesión, u óseo-integración. Esta adhesión también hace que el implante sea más funcional, porque la adhesión ayuda a asegurar que el hueso y el implante funcionan mejor para compartir la carga”.

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North Carolina State University
Oak Ridge National Laboratory