Caderas y rodillas artificiales

2010/07/01 Kortabitarte Egiguren, Irati - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Cuando el dolor de cadera o de rodilla es insoportable y ese dolor altera la vida y la calidad de vida, la mejor solución es colocar una prótesis. Aunque existen prótesis articulares del organismo, las más implantadas son la de cadera y la de rodilla. Se trata de una de las intervenciones quirúrgicas más habituales en la CAPV, la tercera. Anualmente se implantan en la CAPV 35.000 prótesis de cadera y rodilla, ya que la única solución en muchos casos para eliminar el dolor y recuperar la movilidad articular.

No es de extrañar que la cadera y las rodillas sufran numerosas lesiones, articulaciones que nos permiten caminar, correr, agacharse y realizar otras actividades habituales, además de mantener el peso de todo el cuerpo. "Por ello, si la articulación está erosionada (como ocurre en el caso de la artrosis), se recomienda su sustitución total por una prótesis", explica Jaime Usabiaga, director del Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología del Hospital Donostia y catedrático de Cirugía Ortopédica y Traumatología de la UPV.

A pesar de que en los últimos años las prótesis han sido cada vez más aceptadas y se ha extendido su uso, ello no desprecia las preocupaciones que los pacientes pueden tener ante una operación de este tipo: "¿Cuánto me dura la prótesis? ", "¿me va a dar problemas? ". Este tipo de preguntas están acostumbradas a los médicos. Para responder a todos ellos, los expertos se basan en experiencias anteriores. Y es que prever la duración de las prótesis no es una tarea fácil. El problema de las prótesis es que en los bancos de ensayo se puede hacer poco. "En definitiva, en los pacientes se ve probado cuánto durará una prótesis, si funcionará o no, etc. No hay modelos animales de investigación de prótesis, entre otras cosas porque no hay animales de dos patas. El animal más parecido al ser humano es el mono y, sin embargo, no se utiliza para realizar pruebas con prótesis, ya que a menudo utiliza las manos. Así que tanto las caderas como las rodillas no soportan la misma carga", explica Usabiaga.

La predicción de la respuesta a la prótesis de una u otra persona es prácticamente imposible. Por eso intentan dejar claro a los pacientes que la prótesis puede fracasar. Los problemas pueden surgir desde el primer momento de la implantación de la prótesis. El primer problema inmediato, que puede aparecer en las primeras semanas, es la infección. "La tasa de infección es aproximadamente del 1%, es decir, se infecta el 1% de las prótesis de cadera y rodilla que implantamos", explica Usabiaga. El segundo problema inmediato es el embolismo. Por ello, antes de la intervención se somete a los pacientes a un tratamiento preventivo del embolismo para reducir los riesgos de adelgazamiento de sangre y embolia. También hay problemas que aparecen más tarde, como la infección tardía y la relajación de la prótesis. "En el momento en que la prótesis se mueve, se comporta como una lija, haciendo un agujero en el hueso. Eso es muy doloroso".

Para evitar o reducir los problemas que pueden ocasionar las prótesis, los expertos trabajan en diferentes ámbitos: Por un lado, previenen los principales problemas: infecciones y embolias. Por otro lado, se está trabajando en el campo de los materiales, es decir, en la investigación de nuevos materiales que permitan superar estos problemas y alargar la supervivencia de las prótesis.

Salsa de materiales

El Dr. Usabiaga lleva años trabajando en el campo de las prótesis y, a la vista de la historia de las prótesis, afirma que en su desarrollo se han utilizado once tipos de materiales: "vidrio, aluminio, marfil... Pero las materias primas eran de baja calidad y muchas prótesis fracasaron".

En las prótesis actuales, la raíz de la prótesis es casi siempre metálica. Entre los metales predomina el titanio, sobre todo en el caso de las prótesis de cadera, ya que su elasticidad es similar a la del hueso. No obstante, también se utilizan aleaciones cromo-cobalto, entre otras. Además, en algunos casos, estos metales o estas aleaciones los recubren con mineral de hidroxiapatita para mejorar la fijación entre metal y hueso. En el caso de las prótesis de rodilla, sin embargo, no utilizan titanio sino acero o sus aleaciones. "De hecho, han visto en varios experimentos que el titanio se rompe. Es posible que se rompa por ser tan elástico".

En la articulación de la cadera intervienen dos huesos: el fémur y la pelvis. La cabeza del fémur es una especie de esfera o bola que entra en el hueco o agujero que tiene la pelvis para él. La intervención consiste en la extracción de la cabeza del fémur y la inserción de la raíz de la prótesis en el fémur. La cabeza del fémur se sustituye por una bola de metal, cerámica o plástico. También añaden una especie de sombrero en la pelvis. Este sombrero o tapa puede ser metálico, cerámico o plástico. El rozamiento entre estos dos componentes --bola-sombrero - ha generado a lo largo de los años numerosos problemas que todavía genera y cuyo objetivo es subsanarlos, reduciendo en lo posible el desgaste que puede producirse entre ambos componentes.

En estos dos elementos o componentes se utilizan principalmente cuatro parejas: metal/metal, plástico/metal, plástico/cerámica y cerámica/cerámica. De estos cuatro modelos, el metal/metal es una combinación que muchos investigan de nuevo y que puede tener un futuro prometedor. "Yo he conocido dos intentos de metal/metal que han fracasado. Este es el tercer intento y veremos qué pasa", ha explicado Usabiaga. "En EE.UU., por ejemplo, esta pareja o combinación está prohibida a mujeres en edad reproductiva. No está claro que algunas partículas no pasen a la sangre y que no puedan causar problemas en los fetos de las mujeres embarazadas", ha añadido.

De hecho, una de las novedades actuales son las prótesis de recubrimiento de cambio formadas por el par metal-metal. "Son prótesis pensadas para jóvenes y una de sus características es que su primera modificación se simplifica mucho", explica Usabiaga. "Por el contrario, su desventaja es que a corto plazo dan más problemas, ya que son más difíciles de implantar que las prótesis de cadera convencionales. De hecho, el menor error que se puede cometer durante la intervención quirúrgica durante la implantación de la prótesis también es problemático. Si los superamos, tienen un futuro prometedor", afirma el médico.

Sin embargo, esta pareja no es la única combinación de investigadores, y muchos de los investigadores coinciden en que la combinación cerámica/cerámica puede garantizar el mejor fricción entre sus componentes. Es un material resistente que libera pocas partículas, pero a la vez frágil, pudiendo agrietarse o agrietarse en caso de golpe.

La reciente tesis doctoral publicada por el ingeniero donostiarra Nere Garmendia puede ayudar a solucionar este problema. Garmendia ha querido demostrar que se puede evitar que se agrieten las prótesis de cerámica. Para ello ha añadido nanotubos de carbono a una matriz o base de circo para aumentar su dureza. "La clave es trabajar en la nanoescala", afirma Garmendia. En sus experimentos con el circo ha concluido que en 12 años este material está muy obsoleto. "El uso de nanotubos de carbono y nanopartículas de circo, además de la matriz de circo, no permite el envejecimiento durante más de 30 años", ha añadido.

Los plásticos o polietileno, por su parte, son más fáciles de erosionar, pero al tener la capacidad de amortiguar los golpes, son menos fáciles de romper. "Sin duda, cada material tiene sus ventajas e inconvenientes", explica Usabiaga.

Con o sin cemento

Otro aspecto importante es pegar la prótesis al hueso. Una opción es utilizar cemento. El traumatólogo inglés John Charnley fue pionero en la utilización del cemento en su prótesis. El traumatólogo inglés implantó una de las primeras prótesis de cadera permanentes a finales de los años 50 y principios de los 60. "Estas prótesis se pegaban al hueso con cemento y a menudo causaban los daños, no la propia prótesis. Y es que debido a la erosión es posible que el cemento suelte varias partículas, y que esas partículas extrañas al organismo puedan formar una inflamación o relajar la propia prótesis", explica Usabiaga.

"El cemento pega inmediatamente la prótesis al hueso. Puede decirse que el paciente sale del quirófano con la prótesis pegada al hueso. En teoría, al día siguiente el enfermo es capaz de caminar. Sin embargo, cuando fijamos las prótesis sin cemento, el hueso tarda en adherirse correctamente a la prótesis", ha añadido.

Disminución del uso de cemento. Sin embargo, todavía hay casos en los que el uso del hueso es obligatorio para el personal médico, entre otras cosas cuando el hueso es de baja calidad.

"La fijación y la fricción son dos elementos esenciales de una prótesis con o sin cemento. Es decir, la fijación de los elementos que se pegan al hueso debe ser duradera y los materiales no deben desgastarse en la fricción entre la cabeza y el sombrero", ha subrayado Usabiaga. La prótesis que no se separa del hueso y que no se erosiona sería eterna y, lógicamente, es lo que pretenden todos los médicos e investigadores expertos en la materia.