Cómo utilizar los metales en aplicaciones biomédicas

Introducción

Los metales constituyen una parte fundamental de los dispositivos biomédicos. Su resistencia, durabilidad y biocompatibilidad los hacen adecuados para muchos usos. Repasaremos algunos metales comunes, describiremos su estructura y propiedades y hablaremos de sus aplicaciones en dispositivos biomédicos.

Metales comunes para dispositivos biomédicos

He aquí un breve resumen de los metales comunes utilizados en dispositivos biomédicos.

Estructura y propiedades del metal

La composición de un metal define su comportamiento. La mayoría de los metales tienen una estructura cristalina que determina su dureza, tenacidad y resistencia a la tensión. El acero inoxidable, compuesto de hierro, cromo y níquel, es adecuado por su estructura granular. El titanio tiene una estructura hexagonal compacta a temperatura ambiente y presenta un límite elástico de 780-1100 MPa, mientras que las aleaciones de cobalto-cromo pueden alcanzar más de 1200 MPa, ideal para aplicaciones que soportan tensiones, como los implantes.

La resistencia a la corrosión es vital, sobre todo en el interior del organismo. El titanio forma un revestimiento de óxido estable que protege contra los fluidos salinos, y el acero inoxidable se basa en un revestimiento pasivo de cromo. Los tratamientos superficiales como la pasivación y la anodización también mejoran la durabilidad.

La dureza también es importante. Las aleaciones de cobalto-cromo son duraderas, resistentes al desgaste y con baja fricción, mientras que el titanio se caracteriza por ser altamente biocompatible y poseer una tasa extremadamente baja de reacciones alérgicas. La elección del metal depende del equilibrio entre resistencia, estabilidad y respuesta del organismo.

Aplicaciones biomédicas de los metales

Los metales desempeñan funciones importantes en dispositivos médicos temporales y también permanentes. Los dispositivos ortopédicos, incluidas las prótesis articulares y los implantes óseos, se fabrican con aleaciones de cobalto-cromo y titanio debido a su resistencia y biocompatibilidad. Los implantes dentales también se utilizan a menudo con titanio, ya que se integra de forma natural en el hueso por osteointegración.

El acero inoxidable y las aleaciones de cromo-cobalto se utilizan en cardiología para stents y válvulas cardíacas como resistencia permanente a largo plazo. Los metales del grupo del platino son los más adecuados para los electrodos de marcapasos y neuroestimuladores por su estabilidad química.

Los metales también hacen posible las máquinas de diagnóstico: las máquinas de IRM dependen de componentes metálicos muy precisos y los implantes a microescala utilizan finas películas metálicas para detectar. La selección de metales se basa en su estructura, solidez y resistencia a la corrosión, y la investigación perfecciona las aleaciones para conseguir implantes aún más seguros y uniformes.

Conclusión

Se han identificado los mejores metales para usos específicos, como el acero inoxidable, el titanio, el cromo-cobalto y los metales del grupo del platino. Su estructura y propiedades deciden el éxito de los dispositivos biomédicos. Los implantes metálicos, los accesorios dentales, las válvulas cardíacas y los stents son sólo algunos ejemplos.

Preguntas frecuentes

F: ¿Qué metal es mejor para los implantes dentales?
P: A menudo se prefiere el titanio para los implantes dentales debido a su resistencia y excelente biocompatibilidad.

F: ¿Cómo resisten los metales la corrosión dentro del cuerpo?
P: Los metales forman capas de óxido protectoras o películas pasivas que ayudan a resistir la corrosión en los fluidos corporales.

F: ¿Son fiables las aleaciones de cobalto-cromo para las prótesis articulares?
P: Sí, las aleaciones de cobalto-cromo ofrecen una gran solidez y resistencia al desgaste, por lo que son ideales para las prótesis articulares.