Las. (Wait, "prótesis
Longevity
Tecnología de materiales e impresión
Nuevos materiales pueden ofrecer más calidad de vida.
Órganos artificiales, implantes que se absorben y se regeneran con nuestro propio hueso, miniórganos para replicar enfermedades y probar tratamientos antes de experimentar en seres vivos… ¿Alcanzaremos el sueño de la eterna juventud?
Sin duda, la salud es el ámbito donde la evolución de la ciencia e ingeniería de materiales resulta más impactante. Como método de fabricación, la impresión 3D está suponiendo una revolución para la creación de prótesis, la personalización de tratamientos, la bioimpresión o el desarrollo de modelos y herramientas quirúrgicas.
En cuanto a los materiales, los aceros inoxidables o el titanio forman parte desde hace décadas de los catálogos de componentes para prótesis, gracias a su biocompatibilidad y su capacidad de fabricarse en formas complejas adaptadas a las necesidades de cada paciente. Además, ambas familias de materiales son perfectamente “imprimibles”, por lo que han entrado de lleno en la revolución de la fabricación aditiva.
Además, existen dos nuevas familias de aleaciones, menos conocidas, pero que están abriéndose camino en el mundo de la biomedicina por sus singularidades: el nitinol y las aleaciones de magnesio, ambas alineadas con las nuevas tecnologías de fabricación 3D.
Nitinol con memoria de forma
El nitinol es una aleación de níquel-titanio cuya principal singularidad es que posee “memoria de forma”, además de la necesaria biocompatibilidad. Tener memoria de forma implica que, con el paso del tiempo y a causa de un cambio de temperatura o de tensión mecánica, puede recuperar una forma inicial predeterminada e ir adaptándose a un espacio o a unas dimensiones.
Mediante el uso de la impresión 3D, se están produciendo en laboratorios con diseños específicos para cada usuario. Dichos implantes reciben modificaciones en su superficie para incentivar el crecimiento de las células y asegurar una integración biológica ideal.
Gracias a variaciones térmicas o presión física
De esta manera, el nitinol se emplea en la fabricación de stents adaptados a las dimensiones específicas de la arteria de cada individuo. Estos se contraen mediante enfriamiento y, al llegar a su ubicación, se dilatan por el calor de nuestro organismo para ajustarse con total precisión.
Ya se utiliza nitinol en alambres dentales, tornillos ortopédicos y otros suministros quirúrgicos. Y, como parte del proyecto HUMANeye, se está probando para fabricar implantes que abren la puerta a solucionar enfermedades de la córnea, una de las principales causas de ceguera en todo el mundo.
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El magnesio aligera los exoesque
Al magnesio y sus aleaciones, pese a su baja densidad y buenas prestaciones mecánicas, le ha costado reemplazar al aluminio en muchas aplicaciones estructurales, en parte por su coste, en parte por su dificultad de procesado. Esas dificultades están hoy siendo solventadas y hay países, como China, que ya están empezando a implementar su uso de forma masiva.
Dentro del sector sanitario, en conjunto con la impresión 3D, su aplicación comienza a cobrar relevancia. Por una parte, debido a su escasa densidad (1,74 g/cm³ comparado con los 2,70 g/cm³ del aluminio, cerca de un 35 % inferior), y por otra, su magnífica compatibilidad biológica, además de su facultad para ser reabsorbido por el cuerpo humano.
La capacidad del magnesio para emplearse en la conocida “micromovilidad” está promoviendo su adopción en China en vehículos eléctricos compactos. En fechas cercanas, se implementará además en robots y en exoesqueletos. En estos casos, sustituir el aluminio por aleaciones de magnesio permite aminorar el peso en hasta un 30 %, ofreciendo unas capacidades mecánicas iguales a las del aluminio.
El organismo asimila las prótesis.
Sin embargo, el avance fundamental residirá en el uso de magnesio para prótesis elaboradas con impresión 4D. Un implante de magnesio que favorezca la regeneración ósea a la par que se descompone en el cuerpo permitirá que, con el tiempo, la estructura sea relevada por hueso real, prescindiendo de operaciones adicionales. El reto consiste en coordinar la velocidad de disolución con la formación del hueso, meta hacia la cual apuntan los proyectos científicos. Dichas prótesis, junto con su diseño a medida, terminarían integrándose como nuestro propio tejido óseo.
Al igual que en el hombre bicentenario de Asimov, donde un robot fue adaptándose y sobreviviendo a lo largo de los años gracias a la ciencia, ya empezamos a tener tecnologías “suficientes” para prever que, poco a poco, nos vamos acercando al sueño (¿o pesadilla?) De la eterna juventud. ¿Existirán, algún día, seres humanos bicentenarios?
José Manuel Torralba es catedrático de la Universidad Carlos III de Madrid, Instituto IMDEA MATERIALES.
Este artículo ha sido publicado originalmente en The Conversation.