14 de julio de 2017
Resumen:
Hoy en día, los cementos óseos acrílicos son utilizados principalmente como agentes de relleno en las cirugías de reemplazo articular. El uso de estos materiales presenta muchas ventajas frente a otras técnicas de fijación (fácil preparación y aplicación, reacción de polimerización rápida y rápida recuperación del paciente), pero también presentan diversos problemas (formación de poros que debilitan las propiedades mecánicas, comportamiento frágil, necrosis térmica del hueso o necrosis química debida al monómero residual).
En el caso de que alguno de estos problemas surja y de lugar al fallo de la prótesis, es necesario llevar a cabo una cirugía de revisión. Esto no solo implica un elevado riesgo para el paciente (el tratamiento es complejo, los tiempos de recuperación largos y la cirugía de revisión no es tan buena como las artroplastias primarias), sino que además conlleva unos elevados costes sanitarios. Se sabe que unas óptimas propiedades del cemento óseo son indispensables para la integridad a largo plazo de la prótesis. La mejora de las propiedades del cemento constituye un reto que ha sido el objetivo de numerosas investigaciones durante los últimos años.
En esta tesis, se evalua la incorporación de grafeno (G) y oxido de grafeno (GO) en el cemento óseo acrílico cómo una posible solución para mejorar sus propiedades mecánicas y térmicas, y de esta forma tratar de mejorar el éxito a largo plazo de las cirugías de reemplazo articular.
Los resultados obtenidos demuestran que la incorporación de bajas cargas de G y GO (0.1% en peso) mejoran significativamente las propiedades mecánicas de los cementos óseos, en especial las propiedades a fatiga y la fractura. Esto ocurre debido a que los nanomateriales dentro de la matriz polimérica desvían y detienen de la grieta durante su propagación. Adicionalmente, con el objetivo de mejorar la interacción de las nanopartículas con el cemento y de esta forma favorecer el retraso de la grieta, se ha desarrollado un procedimiento para la silanización del G utilizando un agente silano (MPS). Con esta silanización se han conseguido mejoras extraordinarias en las propiedades del cemento: la resistencia a flexión aumentó en un 14.4%, la resistencia a compresión en un 13.7% y la vida a fatiga en un 948% (Índice de fatiga, I). La incorporación de este grafeno silanizado dentro del cemento óseo también ha demostrado una biocompatibilidad adecuada y unas buenas propiedades térmicas, permitiendo su aplicación clínica y pudiendo proporcionar una alternativa interesante cómo solución a la problemática.
Descriptores: Propiedades Mecánicas, Materiales Compuestos
Palabras clave: Cementos óseos, nanomateriales basados en el carbono, grafeno, funcionalización, silano, fatiga
Cita:
E. Paz (2017), Bone cements reinforced with carbon based nanomaterials. Madrid (España).
