Prototipo de hueso humano y propiedades mecánicas de un biomaterial a partir de ramas de guadua

Prototype of human bone and mechanical properties of a biomaterial from branches of bamboo

Este artículo tiene como objetivo principal describir el desarrollo de un prototipo de hueso humano (costilla cortical), a partir de tacuaras de guadua; género de plantas representativo de los bosques andinos de países iberoamericanos y asiáticos, y la evaluación de las propiedades mecánicas que este material cuenta para el desarrollo de un biomaterial. Se describe el tratamiento de la materia prima para el desarrollo del prototipo y las caracterizaciones de tipo mecánico a partir de pruebas de tracción, compresión y dureza. Este trabajo muestra las propiedades mecánicas estáticas de un biomaterial creado a partir de ramas de guadua y resina cobaltada, su comportamiento frente a diferentes cargas y su posible utilización para el diseño de prótesis. Los resultados mostraron que el material en estudio se puede catalogar como un material linealmente elástico, con una dureza de 17,2HV, que comparada con la dureza de un hueso real se considera como una dureza media, y con una deformación similar a la del hueso real seco de 2,75±0,72%. Adicionalmente, el material mostró un valor máximo de esfuerzo a la tracción de 11,98±2,57MPa, el cual se encuentra dentro del rango de 8-50MPa, correspondiente a hueso real trabecular.

Introducción

Algunos de los biomateriales utilizados para llevar a cabo implantes protésicos o injertos óseos causan una variedad de efectos secundarios ocasionados por la calidad del material empleado en la construcción de este tipo de implantes. Los materiales de uso actual son fabricados a partir de cerámicas, metales y diversos tipos de aleaciones artificiales, los cuales la mayoría generan reacciones en el organismo, el cual en muchos casos no asimila correctamente el cuerpo extraño implantado, generando infecciones, inflamaciones y diversidad de traumas.

En las últimas décadas ha existido la necesidad de búsqueda de nuevos materiales para el desarrollo de prótesis y  material  de  reemplazo de partes óseas. El uso de materiales naturales ha sido cada vez mayor, debido a la constante búsqueda de propiedades fisicoquímicas que se pueden asemejar a las propiedades del hueso real humano.

En este trabajo se investigó un material catalogado en la literatura como el acero vegetal, la guadua, un material único, debido a las propiedades de flexibilidad, durabilidad, fácil manejo y accesibilidad. Todas estas propiedades físicas, biológicas y mecánicas mencionadas hacen tentativo el uso de este material en el campo de los biomateriales para en un futuro utilizar la guadua como materia prima en el desarrollo de prótesis y reemplazos óseos.