Nuevos tornillos quirúrgicos de hueso humano

En desarrollo por la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz, Austria) junto con Surgebright (Lichtenberg bei Linz, Austria) y el Instituto Alemán para el Remplazo de Tejidos y Células (DIZG, Berlín, Alemania), el tornillo Shark Screw está hecho de la capa compacta, dura y media del fémur humano. Los huesos donados les realizan estrictos procedimientos de selección con microscopía electrónica para medir el tamaño de los conductos de Havers, a través de los que los vasos sanguíneos y los nervios viajan a través del hueso cortical, así como exámenes de detección serológica.

Se realizaron pruebas biomecánicas complejas para diseñar la rosca de los tornillos, ya que el paso de la rosca y de la punta tienen un enorme efecto sobre la flexión y la resistencia al corte y el torque de rotura. Los investigadores primero investigaron las fuerzas activas en la estructura ósea del pie y de la mandíbula usando simulaciones de laboratorio. Una vez que los parámetros para la resistencia óptima del tornillo estén completamente definidos, tales como el espesor interno y externo de la rosca y el radio de las ranuras de rosca, los tornillos para hueso serán sometidos a pruebas reales basadas en las normas DIN.

“Hay una gran diferencia entre trabajar con tornillos metálicos y tornillos hechos de biomaterial”, dijo el ingeniero biomecánico, Gerhard Sommer, PhD, del Instituto de Biomecánica TU Graz. “Los principios mecánicos son los mismos, pero también tenemos que considerar que el material óseo donado se contrae un poco durante la esterilización y dos horas después de la operación se expande de nuevo en el cuerpo y se vuelve más elástico. Por esta razón, realizamos extensas investigaciones y pruebas, tanto en estados secos como rehidratados”.

“Tenemos que replantear completamente el tornillo óseo para su aplicación en la cirugía de pies y de mandíbulas y queremos desarrollar prototipos para ambas aplicaciones en el marco del proyecto”, concluyó el Dr. Sommer. “En cirugía maxilar, son necesarios tornillos extremadamente pequeños, de aproximadamente 20 milímetros de largo, que tienen que soportar grandes esfuerzos. En la cirugía de pie, aunque los tornillos son más grandes, entre cuatro y seis centímetros de largo, también están expuestos a grandes fuerzas, por ejemplo, las fuerzas de flexión en las correcciones quirúrgicas en el tarso”.

Las ventajas de los tornillos hechos de material óseo donado incluyen la biocompatibilidad, de modo que los tornillos no necesitan ser retirados en una segunda operación. Una segunda ventaja de usar hueso humano es un riesgo menor un de infección y de complicaciones.