¿Cómo funcionan los materiales metálicos en el ámbito médico?

En los últimos años, los materiales metálicos parecen ser los favoritos en el campo de la medicina. Los materiales metálicos tienen muchas propiedades insustituibles, lo que hace que se utilicen ampliamente en el diagnóstico, tratamiento, sustitución, reparación e incluso mejora de la función humana. El uso más antiguo de los materiales metálicos se remonta al uso que hicieron los fenicios de materiales metálicos para empastar dientes en el siglo III o IV a.C., sin embargo, se parece más a los aparatos de ortodoncia que llevan muchos niños hoy en día debido a sus métodos primitivos. A mediados y finales del siglo XIX, los avances en la tecnología metalúrgica permitieron conocer mejor las propiedades de los metales y empezar a producir aleaciones por encargo. En 1896, la profesión médica empezó a utilizar por primera vez tornillos de acero niquelado para reparar fracturas.

Acero inoxidable médico

El acero es en realidad una aleación a base de hierro, y las diferentes formulaciones han dado lugar a un gran número de materiales de acero con distintas propiedades. El precio del acero ha sido muy bajo desde la gran fundición de acero en occidente, además de que el acero tiene características muy atractivas, como fácil procesamiento, alta resistencia, resistencia a la corrosión, etc. El acero inoxidable médico es muy común en los quirófanos. Los cuchillos de operación, las tijeras, las pinzas hemostáticas, etc., son todos productos de acero inoxidable.

Aleación de cobalto

Hace más de una década, los deportes al aire libre eran muy populares, igual que el maratón de hoy en día. Sin embargo, muchas personas que hacen demasiado ejercicio queman el cartílago de sus articulaciones, por lo que tienen que hacerse sustituir articulaciones artificiales en los hospitales. El implante de articulación artificial más utilizado es la aleación de cobalto. La resistencia al desgaste de la aleación de cobalto es la mejor, y se formará una película de pasivación en la superficie después de la implantación, lo que es adecuado para la implantación a largo plazo.

Aleación de titanio

En la década de 1940, se descubrió que el titanio era un metal ligero, resistente y respetuoso con el ser humano. En la actualidad, la aleación de titanio se utiliza en tablas de injerto óseo, tornillos, cirugía plástica, colgajo de membrana de corazón artificial, fijación dental, etc. en el departamento de ortopedia. Se ha convertido en el material metálico más utilizado en el ámbito médico.

Sin embargo, aunque la aleación de titanio tiene excelentes propiedades mecánicas, su dureza no es tan buena como la aleación de cobalto y su resistencia a la abrasión superficial no es buena. En particular, cuando las aleaciones de titanio se utilizan en zonas en las que se espera un desgaste, las aleaciones desgastadas pueden precipitar iones de vanadio tóxicos, que pueden provocar intoxicaciones. Ahora la dirección de la investigación de la aleación de titanio es libre de vanadio.

Aleaciones con memoria de forma y metales preciosos

Una aleación con memoria de forma (SMA) es una aleación que "recuerda" su forma original y que cuando se deforma vuelve a su forma predeformada al calentarse. En la actualidad, la aleación con memoria de forma es principalmente una aleación de níquel y titanio, y el núcleo de su aplicación es el stent cardiovascular.

Los metales preciosos suelen ser plata, oro y platino. Estos materiales se caracterizan por su gran inercia y su escasa o nula reacción química, por lo que suelen utilizarse en piezas que requieren una implantación a largo plazo. Por ejemplo, los dientes de oro se utilizan en el entorno bucal con determinadas enzimas digestivas durante mucho tiempo sin que se vea afectado su brillo. Además, los metales tantalio, niobio y circonio tienen una estructura similar a la del titanio y suelen utilizarse como parte de piezas de reparación de aleaciones de titanio. Sin embargo, estos metales son caros y no pueden utilizarse en grandes cantidades.