Cemento Óseo Acrílico Modificado con Hidroxiapatita/Acetato de Vinilo. Caracterización Mecánica, Termoanalítica y Bioactividad In Vitro

Acrylic Bone Cement Modified whit Hydroxiapatyte/Vinyl Acetate. Mechanical, Thermoanalytical Characterization and In Vitro Bioactivity

Los cementos óseos se han convertido en biomateriales de gran utilidad en la fijación de prótesis y como sustitutos del hueso. El objetivo de este estudio es evaluar las propiedades termoanalíticas como el tiempo de fraguado y la temperatura pico de polimerización del cemento óseo acrílico modificado con hidroxiapatita/acetato de vinilo, determinar las resistencias a la compresión y realizar ensayos de bioactividad in vitro. Se incorporaron cantidades del componente acetato de vinilo en diferentes porcentajes en cementos óseos acrílicos, todos ellos cargados con un 30 % de hidroxiapatita CORALINA® HAP-200. Se determinaron los parámetros de curado y las propiedades mecánicas encontrando formulaciones conformes a la norma ISO 5833. Se realizaron ensayos de bioactividad in vitro en dos formulaciones de cemento. 

El tiempo de fraguado obtenido osciló entre 3 y 6 minutos y la temperatura de pico varió entre 66 y 88 °C. Las resistencias a la compresión fueron superiores a las establecidas en la norma ISO 5833 para la evaluación de las propiedades mecánicas de los cementos óseos acrílicos. La bioactividad se demostró por inmersión de las muestras en fluido corporal simulado, en el que se observó nucleación y crecimiento de cristales en la superficie de la muestra con morfología y composición similares a la apatita biológica.

INTRODUCCIÓN

Los cementos acrílicos de autoendurecimiento se han utilizado extensamente en odontología y cirugía ortopédica como fijadores protésicos, agentes para el relleno de cavidades óseas, espaciadores en cirugía de reemplazo e incluso se han propuesto para otros usos como dispositivos médicos en el tracto urinario[1-3]. Estos cementos se presentan tradicionalmente en dos partes: una sólida, generalmente en forma de perlas de polimetilmetacrilato, peróxido de bencilo (como iniciador de la reacción) y sulfato de bario o óxido de zirconio (como agente radiopaco); y una líquida, que consiste en el monómero metilmetacrilato y N,N-dimetil-p-toluidina (activador de la reacción de polimerización). Aunque estos cementos siguen siendo ampliamente utilizados, se han reportado varios inconvenientes asociados con ellos[4]. Entre estos se encuentran la necrosis térmica del hueso, necrosis química debido a monómero no reaccionado liberado durante la polimerización, contracción del cemento durante la polimerización, mala distribución del cemento alrededor del implante y mala adhesión en las interfaces hueso-cemento y cemento-prótesis, entre otros. A pesar de estas dificultades prácticas, estos materiales continúan utilizándose en la práctica médica debido a sus excelentes propiedades mecánicas.

La determinación de las propiedades mecánicas en este tipo de material es un factor muy importante a tener en cuenta. Dependiendo de las condiciones de prueba, la geometría de la muestra y el modo de esfuerzo mecánico, se pueden distinguir dos tipos de pruebas: estáticas y dinámicas[5].