Plásticos y medicina, una relación de largo recorrido

La fiebre de los polímeros en la investigación

Al final de la década de los cuarenta, cuando prácticamente todos los sectores industriales se interesaban por los plásticos, algunos laboratorios farmacéuticos empezaron también a investigar si las propiedades de estos materiales podían ayudar a mejorar la salud de las personas. Aunque el término todavía no existía en ese momento, empezó a estudiarse el concepto de biocompatibilidad. En el ámbito de la medicina, la biocompatibilidad debe ser perfecta para evitar cualquier interacción inadecuada entre los materiales y la «materia viva»: reacciones inflamatorias, riesgos de toxicidad, degradación del rendimiento con el tiempo, etc. Todas estas cuestiones deben resolverse antes de empezar a comercializar un producto sanitario basado en polímeros para garantizar que es seguro para la salud. Esto explica por qué a menudo transcurre más de una década entre la investigación inicial y la puesta en el mercado de un dispositivo.

Los plásticos se ponen manos a la obra

Es difícil determinar cuáles fueron los primeros productos sanitarios basados en polímeros. La creación de las primeras lentes de contacto hechas de poli(metacrilato de metilo) (PMMA) se remonta a los años treinta. Su uso se extendió durante la década siguiente principalmente porque eran más flexibles y, por lo tanto, más fáciles de poner. A principios de este milenio, el PMMA fue reemplazado, a su vez, por los hidrogeles de silicona, unos materiales con mayor permeabilidad al oxígeno que garantizan un nivel de comodidad superior.

Las lentes de contacto fueron de los primeros productos sanitarios en utilizar polímeros. En los años treinta, el PMMA sustituyó con éxito al cristal y las lentes de contacto se convirtieron en un producto más cómodo y práctico.

Otro ejemplo emblemático es el de las prótesis. Las más conocidas y, sin duda, las más espectaculares, son las que se diseñan para los atletas discapacitados. Gracias a las palas de carbono y resina epoxi, estos atletas son capaces de alcanzar velocidades próximas a las de los atletas sin discapacidad. La impresión 3D ha hecho posibles también avances espectaculares en el ámbito de la medicina, especialmente en el campo de las prótesis de mano. Todas estas prótesis tienen en común que utilizan exclusivamente polímeros. Esto se debe a que los polímeros son fácilmente imprimibles y poseen las características intrínsecas adecuadas. Tal es el caso de los modelos de poliamida desarrollados por la empresa británica OpenBionics. Estas prótesis hechas a medida tienen un precio asequible, han alcanzado un excelente grado de sofisticación y son personalizables.

El PEEK (poliéter éter cetona) es otro polímero que, desde los años ochenta, ha revolucionado el mundo de la medicina, especialmente el de los implantes. Ha sustituido al titanio, que hasta entonces se consideraba el material más biocompatible existente.

Imprimible y perfectamente biocompatible, el PEEK es el polímero ideal para los implantes óseos. Gracias a la relativa facilidad de impresión este material, la fabricación de prótesis completamente personalizadas es hoy en día una realidad.

Se utiliza en elementos intervertebrales cervicales, en prótesis de articulación de cadera y, sobre todo, en implantes dentales. Su excelente biocompatibilidad garantiza una fusión perfecta con el tejido óseo y sus propiedades mecánicas son muy similares a las del esqueleto humano. Ofrece además una ventaja adicional para las personas que suelen viajar en avión puesto que, a diferencia del titanio, no pita en los controles de seguridad del aeropuerto.

Este polímero es además relativamente fácil de imprimir. Por todo ello, abre una nueva vía hacia una medicina más personalizada al hacer posible la fabricación de implantes perfectamente adaptados a la morfología del usuario. 

Polímeros bajo la piel

La biocompatibilidad no es la única ventaja de los polímeros de uso médico. Algunos de ellos además son biodegradables, por lo tanto, el organismo los asimila de manera natural. Sus aplicaciones más conocidas son las suturas hechas de PLA (ácido poliláctico) o PGA (ácido poliglicólico), que se descomponen al entrar en contacto con determinados enzimas producidos por el organismo. En algunas universidades, especialmente en el Reino Unido, existe un gran interés por un nuevo policarbonato que podría ser biodegradable. Este polímero particularmente rígido y resistente podría aplicarse a una fractura contribuyendo activamente a su consolidación. Una vez aplicado, y a medida que crece el hueso, el polímero se iría degradando. Esto implicaría tiempos de consolidación más cortos, así como una opción de tratamiento para la osteoartritis o la osteoporosis.

En la mayoría de casos, las suturas quirúrgicas están hechas de PLA o PGA, unos polímeros que además de ser biocompatibles son, sobre todo, biodegradables. Los enzimas producidos por el organismo son capaces de descomponerlos.

Los polímeros también se pueden usar en el diseño de medicamentos con varias finalidades. De hecho, muchas de las cápsulas están recubiertas por una fina capa de polímero perfectamente absorbible que enmascara el sabor desagradable de una determinada molécula. Sin embargo, esta no es su única aplicación. Está ampliamente extendido el uso de la ciclodextrina, un oligómero basado en el almidón, para producir lo que los científicos denominan jaulas moleculares. La función de estos compuestos es ralentizar la administración del principio activo con el fin de aumentar su eficacia. Algunas cápsulas tienen que liberar la molécula en el intestino, no en el esófago, para que esta sea eficaz. Para solucionar este problema lo mejor es encapsular el principio activo en un polímero que se descomponga más lentamente.