Los diagramas de equilibrio de fases zno-cao-p2o5 y mgo-zno-cao-p2o5 y su aplicación al diseño y obtención de biomateriales basados en fosfato tricálcico

Resumen

En la primera Conferencia de la Sociedad Europea de Biomateriales (ESB) celebrada en Chester en 1987, se definió por consenso un biomaterial como [1]: ¿Un material no vivo empleado en un dispositivo médico y concebido para interaccionar con sistemas biológicos.¿ Los biomateriales según esa definición, eran esencialmente materiales industriales seleccionados con el criterio de que fueran capaces de cumplir ciertos requisitos de aceptabilidad biológica [2]. Sin embargo, fue en el año 1991 cuando se propone la definición vigente de la ESB [3]: "Un material diseñado para actuar interfacialmente con sistemas biológicos con el fin de evaluar, tratar, mejorar o reemplazar algún tejido, órgano o función del cuerpo". Actualmente son muchos los biomateriales que dependiendo de la función a realizar o del tejido que se deba reemplazar son diseñados, sintetizados, procesados y preparados con el único fin de poseer esa aplicación específica en el campo de la medicina. En este sentido su principal diferencia respecto a otros tipos de materiales, es su capacidad para permanecer en un entorno biológico sin perjudicarlo y sin sufrir un deterioro nocivo durante su uso. La definición más reciente de biomaterial propuesta por Williams [4] en 2009, refleja este hecho al proponer la siguiente definición: "Un Biomaterial es aquella sustancia que se ha diseñado, para adquirir una forma, que por sí misma o como parte de un sistema complejo, es empleada para dirigir, mediante el control de las interacciones con los componentes de los sistemas vivos, el curso de cualquier procedimiento diagnóstico o terapéutico, en medicina o en veterinaria.¿ La obtención y disponibilidad de materiales avanzados de diferente naturaleza es una de las causas del notable impulso experimentado por la Ciencia de Biomateriales en las últimas décadas [5]. La continua evolución y el desarrollo de nuevas generaciones de implantes ha permitido reemplazar tanto tejidos duros como blandos, ampliando el campo de aplicación a procedimientos terapéuticos y de diagnóstico, tanto en medicina como en veterinaria. El enorme abanico de posibilidades que ofrece el campo de los biomateriales a día de hoy se refleja en su capacidad de cumplir satisfactoriamente los requerimientos de sus potenciales aplicaciones [6]. En esta dirección todo biomaterial debe ser biocompatible tanto química como mecánica y medicamente, no producir toxicidad, ni reacciones alérgicas o efectos adversos, una vez implantado en el organismo [2]. Por todo esto, la obtención de un biomaterial adecuado para su implante no debe contemplar únicamente una composición apropiada de partida, sino también considerar los posibles elementos liberados por el mismo, como consecuencia de su interacción con el biosistema. Como la toxicidad de cualquier sustancia en el organismo humano es función de la concentración en la que se encuentre, la composición del biomaterial debe considerar y no obviar todos los elementos que puedan alterar la bioquímica del ser humano. La vida útil de un biomaterial es un factor decisivo a la hora de su evaluación, ya que debe permanecer en contacto con los tejidos vivos, manteniendo sus prestaciones en el tiempo. Este tiempo será diferente según sea la función a la que esté destinado, por lo que las características que ha de satisfacer un biomaterial dependen de si su utilización es provisional o definitiva. Finalmente, debe añadirse que su procesamiento sea sencillo, su fabricación reproducible y su coste competitivo, para conseguir su producción y uso a gran escala. La evolución de los biomateriales ha estado marcada por todos estos requerimientos, así entre 1960 y 1980 se demandaron fundamentalmente materiales inertes, con propiedades físicas similares al tejido receptor con el fin de reemplazar la parte o pieza dañada, y con una mínima o nula reacción sobre el tejido huésped. Estos materiales basados fundamentalmente en alúmina y circona constituyeron la primera generación de biomateriales. Durante la década de los 80 se optó por utilizar materiales capaces de provocar una reacción tisular controlada. Tal era el caso de los vidrios de base fósforo y silicio, la hidroxiapatita y los fosfatos cálcicos, denominados materiales bioactivos y bioreabsorbibles porque inducen la regeneración ósea. Estos materiales constituyen la segunda generación de biomateriales. Hoy en día podemos hablar de biomateriales de tercera generación, diseñados con la finalidad de promover una interacción específica con el tejido a nivel celular y molecular, combinando el diseño estructural y morfológico con sus propiedades, fundamentalmente biodegradación y bioactividad. Los materiales basados en fosfato tricálcico son los materiales de referencia en este tipo de comportamiento.