Metales Especiales
Desde metales tradicionales como el titanio y cobre hasta las aleaciones más modernas como el Nitinol, la industria del metal continúa cubriendo las necesidades más avanzadas en equipo médico.
En todo el mundo, las personas logran vivir vidas activas y largas gracias al continuo avance y desarrollo de la tecnología médica. Esta evolución en tecnología deriva del sofisticado desarrollo de metales y aleaciones, que han encontrado nuevos usos en aplicaciones médicas, tanto internas como externas. Desde mejoras en guías de diagnóstico hasta nuevas aleaciones para implantes permanentes en el cuerpo, los metales continúan siendo la base para el desarrollo de nuevas tecnologías.
La industria metalúrgica tiene una larga historia de innovación, desarrollo, y procesamiento de metales y aleaciones en sintonía con el desarrollo de equipo médico, desde diminutos tornillos para los implantes más pequeños hasta las más complejas herramientas quirúrgicas operadas robóticamente.
Titanio
El titanio es un metal conocido por su fuerte uso en aplicaciones médicas, en particular en aplicaciones internas. Es resistente a la corrosión además que se conecta al hueso humano cuando se trata adecuadamente, con menor probabilidad de reacción negativa que otros metales. La oseointegración es un fenómeno único en el que el hueso y tejido natural del cuerpo se une al implante de titanio, lo que logra fijar el implante firmemente en su lugar.
El titanio también es un elemento básico en el campo médico, se utiliza como protector para dispositivos implantados que controlan la función cardiaca; productos que dispensan medicamento y realizan neuroestimulación; como varillas, alfileres y placas ortopédicas.
El titanio puro es fuerte, posee baja densidad y alta resistencia a la corrosión. El titanio es un excelente material cuando se procesa o forma en subconjuntos o componentes acabados. Es considerado fisiológicamente inerte. Las aleaciones de titanio Ti-6AL-4V y Ti-6Al-4V ELI son especialmente no reactivas con los fluidos del cuerpo humano y son usados comúnmente en equipo médico debido al bajo riesgo de rechazo.
El cuerpo humano acepta el titanio con mucha más facilidad que otros metales, incluyendo el acero inoxidable. Algunos de los usos más comunes del titanio son en cirugía ortopédica (específicamente en cirugía de espalda), y como reemplazo de cadera, rodilla, y de articulaciones de hombro y codo. Algunos métodos de reemplazo de válvulas cardiacas utilizan titanio en carcasas o anillos de soporte. Como resultado de recientes avances médicos, las clavijas de titanio son usadas para sujetar prótesis de ojos y orejas. El titanio es un material de protección estándar para dispositivos médicos implantados como los marcapasos y centrifugadoras, debido a su tolerancia al ataque de fluidos corporales, alta resistencia y bajo módulo.
Adicionalmente al uso de implantes, el titanio es la elección ideal para instrumentos quirúrgicos, como taladros, fórceps, retractores, tijeras, porta agujas y equipo de cirugía ocular. El metal no interfiere con pruebas médicas que requieren de resonancias magnéticas o tomografías.
Niobio
Existe un creciente interés por el niobio y sus aleaciones para su uso en equipo médico. Frecuentemente es encontrado en dispositivos como marcapasos, ya que es fisiológicamente inerte. El niobio tratado con hidróxido de sodio forma una capa porosa que ayuda a la oseointegración, lo que también lo vuelve una alternativa atractiva para aplicaciones internas.
Tantalio
Este es otro metal que crece en popularidad ya que es altamente resistente a la corrosión. Se ha utilizado en dispositivos médicos tan simples como bandas de marcadores de diagnóstico durante más de 50 años. El tantalio es especialmente útil en aplicaciones de alambre perfilado. Su resistencia a la corrosión lo hace atractivo para los implantes.
El tantalio puro es ideal para uso en implantes de hueso permanentes, otras aplicaciones incluyen: clips vasculares, stents flexibles para prevenir un colapso arterial y en la reparación de fracturas óseas. No es ferromagnético, por lo tanto es compatible con resonancias magnéticas.
Nitinol
El nitinol es una aleación de níquel y titanio (aproximadamente 51% de Ni) con memoria de forma que posee propiedades superelasticas, una respuesta reversible bajo tensión.
La memoria de forma se refiere a la habilidad del nitinol para sufrir deformaciones bajo cierta temperatura y luego recuperar su forma original al calentarse por encima de su temperatura de transformación.
La extraordinaria capacidad del nitinol para adaptarse a grandes tensiones junto con su compatibilidad fisiológica y química con el cuerpo humano, lo han convertido en un material buscado con frecuencia para la ingeniería y diseño de dispositivos médicos.
El efecto de “superelasticidad” permite el uso de nitinol en dispositivos que han sido doblados o moldeados para permitir su introducción o aplicación dentro del cuerpo. Las herramientas como los pequeños dispositivos de agarre y biopsia pueden extenderse desde un tubo y expandirse a un área mucho más grande que los dispositivos fabricados con aleaciones estándar.
La ligereza del nitinol y sus propiedades únicas, hacen de este metal un material especialmente atractivo para su uso en aplicaciones biomédicas que incluyen herramientas para válvulas cardiacas, stents, grapas, anclajes para huesos, dispositivos sofisticados para defectos de tabique y una variedad de implantes. Su uso médico incluye dispositivos para reconectar intestinos después de cirugía, como suturas, stents implantables, cables de guía de diagnóstico, y marcadores reposicionables para la localización de tumores de mama, para procedimientos de lumpectomía menos invasivos en el tratamiento de cáncer de mama.
Cobre
Recientemente, la industria médica se ha visto interesada en el cobre, que previamente se encontraba fuera de los límites para gran parte de las aplicaciones médicas, en especial para cualquier dispositivo interno. El hecho de que el cobre, correctamente protegido, se puede utilizar para transmitir señales a pequeños implantes y herramientas de manera eficaz, es una de las principales razones por el creciente interés en este material.
Los principales fabricantes y procesadores de cobre para dispositivos médicos, suelen producir el alambre o las tiras de metal blindado en sus propios equipos dedicados particularmente a este material, con el propósito de mantener un alto control de calidad y evitar la contaminación exterior.
El cobre es un metal dúctil con un alto nivel de conductividad térmica y eléctrica. El cobre puro es relativamente suave y maleable, es fácil de trabajar, y la facilidad con la que puede ser transformado en cable, adicionado a sus excelentes propiedades eléctricas, hacen del cobre un material útil para dispositivos médicos eléctricos cuando se encuentra debidamente protegido. Debido a su alta conductividad, es posible incrustar pequeños cables de cobre en dispositivos para emitir o recibir señales, o transportar cargas eléctricas para realizar tareas dentro del cuerpo.
Los iones de cobre son solubles en agua, donde funcionan a baja concentración como sustancias bacteriostáticas, fungicidas y preservadores de madera. Por esta razón, el cobre puede ser usado como una superficie que repele gérmenes, lo cual aumenta las características antibacterianas y antimicrobianas en edificios como hospitales. Actualmente, su uso en ropa de hospital, ropa de cama y otros productos se estudia como un medio para lograr reducir la tasa de infección.
Guía rápida de aleaciones y sus aplicaciones:
La exitosa aplicación de estos metales son resultado del trabajo colaborativo entre los fabricantes y los usuarios finales, comenzando con el diseño y las especificaciones del material, hasta el dispositivo terminado. Los especialistas de producto de Ulbrinox, tu proveedor de confianza, brindan atención personalizada para alcanzar soluciones de la más alta calidad. Ponte en contacto hoy y recibe asesoría personalizada.
Bibliografía:
Ulbrich. "Special Metals Make Unparalleled Medical Devices Possible“ (2021, Mayo) https://www.ulbrich.com/blog/s...
