¿Caderas De Motor De Jet? Implantes De Metal Producen Lubricante En El Cuerpo

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Los implantes de cadera metal sobre metal se desgastan lentamente debido a una capa lubricante de carbono grafítico. Dirigirse a esta capa puede conducir a mejores reemplazos de cadera.

Los implantes de cadera metal sobre metal son cada vez más atractivos para las personas con artritis de cadera en etapa terminal, especialmente porque los implantes se desgastan lentamente. Ahora, un nuevo estudio muestra que la capa de lubricación que se forma entre los componentes metálicos de los implantes tiene más en común con la lubricación de un motor de combustión que la de una junta natural.

En el estudio, los investigadores probaron la capa lubricante en siete implantes de cadera que se habían extraído de los pacientes por varias razones. Descubrieron que la capa estaba compuesta principalmente de carbón grafítico, un lubricante sólido utilizado en los motores.

El sorprendente descubrimiento tiene implicaciones importantes para el diseño de futuros implantes de cadera de metal sobre metal, dijeron los investigadores. Hasta ahora, los científicos habían asumido que la capa estaba hecha de proteínas degradadas, similar a la lubricación en las articulaciones humanas.

"Ahora entendemos cómo funcionan los reemplazos, lo que significa que podemos mejorarlos", dijo el investigador principal, Laurence Marks, científico de materiales de la Northwestern University en Illinois.

Implantes de cadera metal-metal

Los implantes de cadera de metal sobre metal, que tienen tanto una bola como un encaje de metal, se utilizan en aproximadamente el 35 por ciento de los procedimientos de reemplazo de cadera en los Estados Unidos. Si bien no son adecuados para todos, los implantes tienen varias ventajas aparentes sobre los implantes que incluyen plástico o cerámica.

Los implantes metálicos tienen paredes más delgadas y cabezas femorales más grandes que las del polietileno plástico, lo que reduce el riesgo de dislocación de la cadera, explicó el investigador del estudio Markus Wimmer, profesor de cirugía ortopédica en el Rush University Medical Center en Illinois. El metal sobre metal también es la única opción para los procedimientos de rejuvenecimiento de la cadera, que preservan algunos huesos en lugar de reemplazar completamente la cadera. [Cómo envejecer con gracia]

Además, otros tipos de implantes de cadera pueden desgastarse rápidamente, lo que representa un peligro para los pacientes. Por ejemplo, cuando el polietileno se desgasta, libera pequeñas partículas en el cuerpo. "Las partículas no son buenas para el hueso que rodea el polietileno", dijo Wimmer. "El hueso desaparece alrededor del implante y la prótesis se suelta".

Los implantes metálicos se desgastan lentamente, principalmente porque se desarrolla una capa lubricante en sus superficies. Wimmer ayudó a descubrir esta capa en 2001. "Teníamos la sensación de que es realmente importante, pero nunca supimos qué era", dijo Wimmer. La mayoría de los expertos en el campo médico asumieron que la capa estaba basada en proteínas porque la proteína es común en los fluidos articulares.

Lubricación grafítica

Para llegar al fondo del misterio, Wimmer colaboró ​​con Marks. El dúo y sus colegas examinaron bajo un microscopio electrónico la capa lubricante recolectada de implantes metálicos. "Notamos señales de que había algo de carbono grafítico en la capa, lo cual fue inesperado", dijo Marks. "Luego fuimos a perseguir para tratar de determinar exactamente qué era".

Las pruebas con otros microscopios electrónicos y ópticos confirmaron que la capa lubricante está hecha principalmente de carbono grafítico, y menos del 5 por ciento es proteína. Todavía no está claro de dónde proviene el grafito, y esta pregunta es un objetivo para futuros estudios.

Luego, los investigadores quieren averiguar si la falta de esta capa grafítica puede explicar el fracaso de algunos implantes de metal sobre metal. También quieren asegurarse de que el grafito no cause ningún daño importante en el cuerpo humano.

Marks está interesado en encontrar formas de mejorar los implantes, como diseñarlos para que el grafito se adhiera mejor al metal, o de alguna manera promover la formación de grafito en el cuerpo.

"Lo que la gente ha hecho en motores de carreras y aviones es bastante sorprendente", dijo Marks. "Podemos comenzar haciendo eso en los reemplazos de cadera, los reemplazos de rodilla y otros tipos de reemplazos".

El estudio se publica en la edición del 23 de diciembre de la revista Science.

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