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Propiedades del fosfato de calcio

8 mayo, 2018

Los fosfatos de calcio son el grupo más grande de sustitutos de injerto óseo artificial. Esto se debe principalmente a su gran parecido con los componentes minerales del hueso. Numerosas formas, composiciones y métodos de aplicación están disponibles.

La cantidad de productos disponibles comercialmente es grande y está creciendo, lo que lleva a un área difícil para tomar una decisión educada. La elección de productos de fosfato de calcio específicos debe basarse en sus propiedades en combinación con la indicación deseada. Una propiedad importante es la tasa de reabsorción.

 

La tasa de reabsorción de los fosfatos de calcio puede verse influenciada de dos maneras diferentes. En primer lugar, las propiedades geométricas se pueden cambiar, y en segundo lugar, la composición química influye en la tasa de reabsorción.

 

El tamaño del poro facilita el crecimiento del tejido fibroso y la formación de vasos, y también la invasión de células involucradas en la resorción del tejido. El crecimiento de tejido también se determina por la interconectividad de los poros.

 

Composición química

 

La composición química de los fosfatos de calcio ha cambiado significativamente en las últimas décadas. Inicialmente, los fosfatos de calcio consistían en hidroxiapatita, un material inerte que no se reabsorbe con el tiempo. Con la introducción del fosfato tricálcico así como otras composiciones como fosfato de 9 octocalcio, fosfato dicálcico y otros, el campo de los fosfatos de calcio ha cambiado significativamente.

 

Otra forma de fosfato de calcio es el fosfato de calcio amorfo, se consideran prometedores como fuente de formación ósea inicial. Sin embargo, debido al proceso de fabricación de la mayoría de los biomateriales, su aplicación es limitada, y de hecho el Biobon inyectable es el único fosfato de calcio disponible comercialmente para aplicaciones ortopédicas que contiene una porción de fosfato de calcio amorfo.

 

Varias formas de fosfatos de calcio reabsorbibles han estado en el mercado durante dos décadas, y su desarrollo aún está en curso. La dificultad en la resorción de las cerámicas de fosfato de calcio es que la tasa de reabsorción no solo depende de las propiedades del sustituto óseo sino que, también de las características del huésped.

 

Por lo tanto, el comportamiento de un material dado en condiciones clínicas es, en términos de resorción, impredecible.

 

Fuerza mecánica

 

La resistencia mecánica de los fosfatos de calcio depende de su composición y sus propiedades geométricas. Las propiedades mecánicas del hueso son diferentes de los fosfatos de calcio, ya que el hueso muestra cierta elasticidad debido a la presencia de colágeno en el hueso.

 

Además, diferentes huesos tienen diferentes propiedades, y diferentes tejidos óseos tienen diferentes propiedades. La fuerza de compresión longitudinal del hueso cortical (femoral) es de 205MPa, mientras que la fuerza del hueso trabecular humano varía de 0.1MPa a 30MPa, dependiendo del sitio y la edad del paciente.

 

Sin embargo, es un aspecto a tener en cuenta al elegir un material. Por ejemplo, la resistencia a la compresión de un fosfato de calcio debe parecerse a la del hueso esponjoso cuando se implanta en una fractura de meseta tibial, pero la implantación en injerto de impactación en un caso de revisión de cadera total plantea demandas específicas sobre el material aplicado.

 

Además, el material no debe exceder la resistencia del hueso circundante. Es por estas razones que es importante tener en cuenta la resistencia a la compresión después de la implantación (y el endurecimiento). Los materiales compactos en general producen una mayor resistencia que los materiales porosos.

 

Es importante darse cuenta de que los sustitutos del injerto óseo se comportarán de manera diferente a los huesos. La resistencia a la compresión es un aspecto del comportamiento mecánico de un material dado, pero la resistencia a la tracción es otra. A diferencia del tejido óseo, los fosfatos de calcio se comportarán mal cuando se expongan a fuerzas de corte.

 

Por lo tanto, se requiere la combinación de sustitutos del injerto óseo y una fijación adecuada o un entorno mecánico, ya que los materiales del injerto no tienen la elasticidad del hueso.

 

Evidencia clínica

 

La evidencia clínica con respecto al uso de cerámica de fosfato de calcio está disponible para diferentes indicaciones. El objetivo de la mayoría de los estudios clínicos con fosfatos de calcio es la evaluación del material como relleno de vacío.

 

Por ejemplo, en las fracturas metafisarias se usan fosfatos de calcio como soporte para la superficie de la articulación después de una fractura intraarticular, y el resultado primario de estos estudios suele ser la prevención de la subsidencia. La reabsorción del fosfato de calcio no suele ser el objetivo del estudio, o incluso evaluado.

 

La evidencia disponible en la literatura no es concluyente con respecto a las ventajas de la reabsorción de las cerámicas de fosfato de calcio, pero el resultado clínico de los pacientes tratados con estos materiales es al menos igual.

 

Dado el resultado favorable de los rellenos de huecos óseos artificiales en comparación con el autoinjerto, la indicación para el uso de estos materiales es clara para las fracturas de la meseta tibial.

 

Aunque su uso en fracturas de radio distal, fracturas de húmero proximal y fracturas de calcáneo ha mostrado buenos resultados en estudios clínicos hasta el momento, la aplicación de cerámicas de fosfato de calcio en estas fracturas no es tan común como en las fracturas de meseta tibial.