Se prueba una materia que podría garantizar que las prótesis
corporales durasen más de 150 años
9 March 2010
Actualmente las prótesis corporales no duran más de 10-15
años. Al cabo de ese tiempo, hay que repetir la operación para cambiar
la prótesis. Suele ser problemático, ya que en general la gente que
utiliza prótesis es mayor.
La investigadora donostiarra Nere Garmendia acaba de publicar una
tesis doctoral que podría suponer un primer paso a la hora de
solucionar este problema. Según Garmendia, se pueden hacer prótesis
que duren más de 150 años mediante un elemento cerámico llamado
circona (Zr02), nanotubos de carbono y nanopartículas de circona.
La tesis doctoral de Garmendia se titula Desarrollo de un nuevo
material nanocompuesto de circona con nanotubos de carbono
recubiertos para aplicaciones ortopédicas. La investigadora ha
querido demostrar que se puede evitar que las prótesis envejezcan y
se agrieten. Para empezar, ha añadido nanotubos de carbono a una
matriz de circona, de forma que refuerzan su resistencia. Esta
materia compuesta forma la base de partida de su investigación.
En primer lugar, Garmendia ha reforzado la conexión entre la
matriz de circona y los nanotubos, con la intención de mejorar la
transferencia de cargas. Ha recubierto los nanotubos con
nanopartículas de circona, calentando las nanopartículas más allá de
su punto de ebullición (síntesis hidrotermal). Este recubrimiento
funciona como puente entre la matriz y los nanotubos.
Tal y como ha explicado Garmendia en esta tesis, el hecho de
trabajar en escala nanométrica es precisamente la clave para
conseguir prótesis duraderas. En un experimento previo con circona
micrométrica se concluyó que esta materia acababa muy envejecida al
cabo de 12 años. Sin embargo, si, tal y como se ha explicado, a la
matriz de circona se le añaden los nanotubos de carbono y las
nanopartículas de circona que los recubren, la materia seguirá sin
envejecer incluso después de 150 años.
La máxima densidad posible
Una vez recubiertos los nanotubos, Garmendia ha investigado la
capacidad de desplazamiento y dispersión del compuesto obtenido en
el proceso anterior, y también ha buscado su densidad óptima.
Partiendo de ahí, y con la ayuda de escayola, ha conseguido las
primeras piezas compactas.
A continuación, Garmendia ha especificado el número de nanotubos
recubiertos que tiene que haber en cada pieza, para conseguir así la
mayor densidad posible al final del proceso. Según la investigadora,
añadir nanopartículas de circona a los nanotubos facilita la
dispersión de la materia y reduce su viscosidad, además de ayudar a
aumentar la densidad de cara al próximo y último paso: la fase de
sinterización. La sinterización es un proceso que se utiliza sobre
todo en cerámica, para transformar la materia de polvo a sólido. De
todas formas, cualquier cantidad no sirve para conseguir dicha
máxima densidad posible. Por ese motivo, antes de la sinterización
hay que decidir cuántos nanotubos se van a introducir, y, por
supuesto, después hay que hacer la sinterización correctamente.
Tal y como ha calculado Garmendia, si la intención es obtener la
densidad máxima posible (98%), la composición debe tener un 1% de
volumen de nanotubos recubiertos para empezar. Finalmente, hay que
sinterizarla en argón durante una hora y a 1.300 °C; ni más, ni
menos.