20 de Septiembre de 2018

Ciencia y Salud

Científicos del Poli buscan duplicar la vida de implantes

Aumentan la resistencia de metales empleados en prótesis mediante procesos termoquímicos con biomateriales médicos.

Realizan los trabajos de investigación en el laboratorio de ingeniería de superficies de la ESIME, unidad Zacatenco. (Milenio)
Realizan los trabajos de investigación en el laboratorio de ingeniería de superficies de la ESIME, unidad Zacatenco. (Milenio)
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Agencias
MÉXICO, D.F.- Científicos del Instituto Politécnico Nacional (IPN) desarrollan una línea de investigación en el Laboratorio de Ingeniería de Superficies de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (ESIME), unidad Zacatenco, para duplicar la vida útil de los implantes ortopédicos, según publicó el sitio web de Milenio.

El material con que se elaboran suele ser de metal y dura alrededor de 15 años, pero “queremos incrementar hasta dos veces más su tiempo de vida útil”, expresó Iván Enrique Campos Silva, doctor en ingeniería mecánica.

El especialista destacó que “este aumento resultaría de enorme importancia, ya que la mayoría de usuarios de los dispositivos ortopédicos son de la tercera edad y sustituir estos mecanismos, mediante una cirugía, representa un evento crítico para el adulto mayor y en ocasiones no es posible debido a alguna condición cardiaca”.

El científico politécnico inició esta labor con el doctor en ciencias José Martínez Trinidad, con la que han obtenido excelentes resultados. En 2007 fundaron el Laboratorio de Ingeniería de Superficies en la ESIME y entre los años 2008 y 2009 patentaron dos procesos: uno de borurización y otro de boro-nitruración.

“Desde 2007, los investigadores de la ESIME Zacatenco han desarrollado toda una línea de investigación en el endurecimiento de superficies”, destacó Campos, quien refirió que “en el laboratorio caracterizamos y modificamos las propiedades mecánicas, físicas y químicas de aleaciones metálicas aplicadas a la industria nacional de aceros y de materiales de uso médico”.

Durante el transcurso de la validación de estas patentes hicieron transferencia tecnológica, entre otros, con la empresa Tenaris Tamsa, líder mundial en la producción de tubos de acero para la industria energética, para la que incrementaron la vida útil de los componentes que usan en su fabricación.

El proyecto

En 2010, ambos especialistas iniciaron un proyecto con el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología dedicado a la implementación de sus procesos en materiales biomédicos, que se usan para reemplazar todo o parte de algún tejido, órgano o función del cuerpo.

Aunque pueden ser de diversos materiales, los elaborados con metal tienen gran aceptación, pero los metales puros no tienen las características que se necesitan para los distintos tipos de implantes y se recurre a diversas aleaciones, las más usadas, aceros inoxidables, cobalto-cromo-molibdeno y titanio-aluminio-vanadio.

Según cifras del INEGI, en 2010 poco más de 10 millones de personas mayores de 60 años usan prótesis

Los procesos patentados que utilizan consisten, explicó Campos, en la difusión de átomos de boro y átomos de nitrógeno en la superficie de un material y la subsecuente formación de capas duras, llamadas boruros y boronitruros de hierro o boruros de cobalto o de titanio que permiten incrementar las capacidades mecánicas, físicas y químicas de la superficie de los materiales usados en prótesis.

Sobre el proyecto, destacó que “ya se generaron los boruros (micro-capas) en aleaciones de aceros inoxidables y de cobalto-cromo-molibdeno; terminamos la caracterización mecánica y estamos en la parte de evaluar la toxicidad de los materiales”.

Experimentos

Para esta evaluación trabajan con el especialista Ricardo Pérez-Pastén, de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) del IPN. Se utilizan medios de cultivo de células animales, posteriormente será en cultivos de células humanas para ver si la capa formada en estos materiales es biocompatible.

Asimismo, en el Laboratorio de Ingeniería de Superficies se trabaja en pruebas de fatiga y corrosión que se realizan con fluidos corporales sintéticos en medios muy semejantes al cuerpo humano. Posteriormente se utilizaría el Bioterio de la ENCB para efectuar pruebas en algunos roedores.

De lograr su objetivo, duplicarían la vida útil de las prótesis y materiales biomédicos sin modificar su ingeniería ni sus medios de inserción en el cuerpo, sino a través del endurecimiento de la superficie de sus componentes.

El desarrollo de estos materiales es de gran importancia para una población como la mexicana que, según cifras del INEGI, en 2010 tenía poco más de 10 millones de personas mayores de 60 años.

Para 2029 se espera que dicho sector de la población llegue a 20 millones, “así que contar con materiales que dupliquen la durabilidad de insertos ortopédicos resulta muy importante”, concluyó Campos.

Retos de la ciencia en México

Por otro lado, tras reconocer que en México falta acercar a los estudiantes a la ciencia, Rodolfo Tuirán, subsecretario de Educación Superior de la SEP, reveló que existen dos obstáculos que el país debe superar.

“El primero tiene que ver con la forma en que se percibe la ciencia en el país, que impide que las personas se familiaricen con ésta por las propias percepciones que tienen “, mencionó.

En ese sentido, una encuesta de 2009 revela dos aspectos: seis de cada 10 mexicanos piensan que el trabajo de los científicos les genera temor e incomprensión y dos de cada tres mexicanos piensan que no realizan una labor de suficiente relevancia.

Luego de señalar lo anterior, Tuirán dijo que estas percepciones deben ser combatidas. “No podemos aspirar, en un país como este, a desarrollar una cultura científica sólida si no vencemos esos problemas fundamentales”.

El otro obstáculo es que “solo tres de cada 10 mexicanos leen al menos un libro cada año... En ese sentido, esa es la condición fundamental para garantizar que en el país somos capaces de extender y arraigar esa cultura y, sobre todo, de atraer a los niños, niñas, adolescentes y jóvenes a la lectura de colecciones sobre ciencia”, señaló el funcionario.

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