Ahorro en tecnología médica gracias a los plásticos

El sector sanitario se polimeriza

15/06/2004
La K 2004, la Feria Internacional del Plástico y del Caucho, que se celebrará los días 20 a 27 de octubre del presente año en Düsseldorf, pondrá de manifiesto que el plástico se ha consolidado desde hace tiempo como uno de los principios activos más eficaces para combatir la presión de costes en la tecnología médica.
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Y eso no sólo porque no se corroen y son más resistentes a la rotura, además de tener un peso específico menor y una resistencia específica mayor que sus competidores convencionales, sino también porque su fabricación resulta más sencilla y más económica, sobre todo cuando se trata de grandes series.

Es decir, los polímeros ofrecen precisamente lo que, digámoslo así, se desearía en el sector sanitario: un "principio activo" para frenar el aumento de los costes del sistema de la Seguridad Social.

La "tecnología médica" genera un lucrativo y dinámico mercado. Recientes estudios realizados por importantes proveedores de materias primas arrojan un volumen de negocio de ciento setenta mil millones de euros en el mercado mundial. El 40 por ciento de dicho volumen se adscribe a los EE. UU. y aproximadamente el 26 por ciento a Europa. La República Federal de Alemania representa un 8 por ciento de la demanda mundial. El crecimiento anual se estima en aproximadamente un 6 por ciento.

El consumo actual de plásticos por parte de la tecnología médica se sitúa en unos tres millones de toneladas, siendo el cincuenta por ciento de dicha cantidad destinado a la fabricación de productos sanitarios de todo tipo y el otro cincuenta por ciento a la fabricación de envases del sector sanitario. Los expertos que participaron en la primera conferencia internacional sobre el tema, titulada "El plástico en la tecnología médica" y celebrada en septiembre de 2002 en Bad Neuenahr bajo los auspicios de la asociación sectorial VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik (VDI-K), pronosticaron un consumo de plásticos anual por parte de la tecnología médica de entre tres millones y medio y cuatro millones de toneladas hasta el año 2005.

Un 50 por ciento de dicho consumo de polímeros se produce en los EE. UU. En Europa Occidental se consume el 24 por ciento de dicha cantidad y en Asia el 20 por ciento. Dentro de Europa, Alemania se perfila como el mayor consumidor con diferencia, con una tasa del 40 por ciento. Le siguen Francia (19 por ciento) e Italia (17 por ciento). Según los estudios realizados por el proveedor escandinavo Borealis, el polietileno (PE) y el policloruro de vinilo (PVC) son, con mucho, los plásticos más demandados (un 30 por ciento respectivamente). Les sigue el poliestireno (PS) con un 20 por ciento y el polipropileno (PP) con un 13 por ciento. Este ranking pone de manifiesto que la demanda de los denominados plásticos de alta tecnología, como el ABS, el policarbonato, el POM y el PET o el PMMA (plexiglás) sigue estando muy por debajo de los materiales mencionados, si bien estas "rarezas" permiten aplicaciones muy específicas y eficaces, además de proporcionar un ahorro sorprendente en los costes.

El fin de la era del acero

Los tiempos en los que los metales como el aluminio, el acero y el titanio (sin olvidar el vidrio y la cerámica) eran los materiales de elección en el campo de la medicina han llegado a su fin. En un artículo del informativo "K-Zeitung", publicado por la editorial alemana Giesel Verlag, el experto en plásticos Stefan Albus afirma que los materiales suministrados a clínicas y hospitales de todo el mundo se están sustituyendo paulatinamente por materiales plásticos. Con una proporción del 50 por ciento, los polímeros se han convertido en el grupo de materiales más importante de la tecnología médica, y siguen ganando terreno de forma imparable.

Asimismo, Albus constata que el espectro de productos fabricados en plástico y aplicados por los médicos está ligado a una gran sofisticación: implantes biocompatibles, por ejemplo, que tras un determinado período de tiempo en el cuerpo humano se descomponen, membranas de plástico que retrasan la acción del medicamento controlando la liberación de la dosis exacta del mismo o materiales polímeros como base de cultivo de células para órganos artificiales. Esta lista podría ser mas larga, pero incluye únicamente los elementos que se han presentado en público. En cualquier caso, son una prueba fehaciente de que los plásticos se imponen en todos los ámbitos en los que ofrecen un valor añadido más elevado que las soluciones existentes hasta el momento y un consiguiente ahorro en los costes en comparación con las técnicas tradicionales.

Los plásticos utilizados en la tecnología médica aventajan con mucho a los productos convencionales en diversos aspectos. No sólo son más resistentes a la corrosión, a las sustancias químicas y a la rotura, además de transparentes (si es necesario), sino que presentan una resistencia específica más elevada con un peso específico más bajo. Además, su transformación con procedimientos habituales del sector de los plásticos, como son el moldeo por inyección, el moldeo por soplado o el termomoldeo, resulta mucho más económica, sobre todo en grandes series. Así pues, no sólo "contrarrestan de forma eficaz la presión de costes", como señala Stefan Albus en su informe, sino que además ofrecen un sinfín de posibilidades en el diseño, lo que es importante, porque permite diseñar cantos redondeados, por ejemplo, que se desinfectan mejor.

Aumenta la tendencia a utilizar productos desechables

Además del aumento de la funcionalidad o de la estética, los plásticos ofrecen la gran ventaja de ahorrar una gran cantidad de dinero en la fabricación de aparatos médico-técnicos y en el montón de consumibles que se necesitan diariamente en los hospitales. Los nuevos métodos, como el MID ("Molded Interconnect Devices"), que permite integrar elementos electrónicos y mecánicos en la pieza moldeada durante la inyección, el prototipado rápido de modelos o implantes dentales, la soldadura por láser o la rotulación de medicamentos mediante tecnología láser son avances que repercuten asimismo en el ahorro de costes y aumentan el atractivo de los materiales macromoleculares tanto para fabricantes como para usuarios.

Los efectos de la presión de costes en el sector sanitario se hacen notar hasta en la metodología de trabajo habitual de consultas y hospitales. Esto hará que en el futuro los complejos sistemas de esterilización y limpieza del instrumental médico se consideren cada vez menos viables. La tendencia a utilizar productos de un solo uso, como son las populares jeringas desechables, es cada vez más ostensible. Los plásticos comunes, en su mayoría relativamente económicos, ofrecen una gran oportunidad de negocio. A largo plazo el polipropileno (PP) podría perfilarse como el material por excelencia en este mercado, puesto que se trata de un termoplástico que no sólo dispone de las propiedades más solicitadas, sino que ofrece además una excelente relación calidad-precio.

La reducción de costes fue precisamente lo que llevó a la empresa Dräger Medical a pensar en el plástico a la hora de concebir su nuevo equipo de anestesia "Julian". Mientras este tipo de ventiladores suele incorporar una gran cantidad de material metálico, el modelo básico de "Julian", utilizado para la preparación y la mezcla de aire, se compone de "Fortron", un PPS (polisulfuro de fenileno) de la empresa alemana Ticona GmbH. La utilización del plástico técnico PPS no sólo supuso un importante ahorro en la producción (sobre todo cuando se trataba de grandes cantidades); sino también una considerable reducción del peso en comparación con la versión metálica.

También se ha conseguido un gran ahorro en la producción del "Novolizer". Este inhalador de polvo de la casa alemana Sofotec GmbH, es muy fácil de usar y se emplea en el tratamiento a largo plazo de afecciones de las vías respiratorias. Hasta la fecha estos inhaladores eran de un solo uso, lo que encarecía su utilización a largo plazo. "Novolizer" es el primer sistema reutilizable de su clase. El inhalador funciona con cartuchos recargables y puede utilizarse hasta un año. Su carcasa se compone de "Novodur", un polímero ABS de Bayer AG, Leverkusen. También se compone de elementos de "Makrolon", un policarbonato de la misma casa y de "Hostaform" (POM) y "Celanex" (PBT), de la casa Ticona GmbH, de Kelsterbach.

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Inyecciones sin aguja

Los plásticos han contribuido asimismo a que por fin el eterno temor del paciente a las agujas de las jeringuillas sea cosa del pasado gracias al desarrollo de sistemas de inyección sin aguja, un segmento en crecimiento más que se inscribe dentro de la nueva tecnología de los transportadores de medicamentos o DDS ("Drug Delivery Systems"). Todos aquellos sistemas de administración de medicamentos con información detallada para el usuario, más fáciles de usar, presentados en envases de menor coste y que, en definitiva, se ofrecen a un precio más económico, se clasifican dentro del grupo de los DDS. Los fabricantes de productos farmacéuticos tienen la oportunidad de aumentar su cuota de mercado con DDS adecuados, como la jeringa sin aguja mencionada. La aceptación del tratamiento es mayor y se contribuye a una nueva tendencia que se impone no sólo por razones de costes: la autoadministración de medicamentos por parte del paciente.

Ticona refiere un sistema de inyección de un solo uso sin aguja de la empresa británica Weston Medical con el que se puede inyectar bajo la piel la dosis deseada del medicamento en estado líquido en menos de medio segundo. El propulsor es un muelle accionado por gas. Los sistemas de primera generación utilizaban cápsulas de vidrio para el almacenamiento y la administración del medicamento. Los sistemas actuales utilizan cápsulas de "Topas", un copolímero de ciclo-olefina (COC) de Ticona. Según los datos del propio fabricante, este cambio ha simplificado la producción y, por consiguiente, abaratado los costes. Otras ventajas aportadas por los sistemas fabricados en COC son el peso reducido, una eficaz barrera de vapor y la posibilidad de ser esterilizados con todos los métodos estándar, incluyendo los que utilizan una radiación altamente energética.

Los sistemas de inyección sin aguja lanzados al mercado por la antigua casa berlinesa Rösch AG, también reutilizables, parece que se ofrecen a un precio algo más económico. En este caso el fármaco líquido también se administra al tejido subcutáneo a través de la piel aplicando una alta presión. La presión necesaria se genera mediante un muelle comprimido situado en el interior. La profundidad de penetración oscila entre los 4 y los 9 mm, en función del volumen inyectado. Los elementos funcionales principales de esta jeringa sin aguja están fabricados en el plástico técnico POM (resinas acetálicas). Puede prescindirse de la esterilización. El fabricante proporciona adaptadores intercambiables o dosificadores que garantizan una aplicación cómoda y eficaz en pacientes diabéticos o en el tratamiento de pacientes neoplásicos, por ejemplo.

Fabricación de jeringas en salas limpias

La utilización de salas limpias ha permitido al sector de la transformación de plásticos dar un paso de gigante en la fabricación de artículos médicos, y ha contribuido considerablemente a la "polimerización del sector sanitario". El equipamiento disponible actualmente en dicho segmento permite fabricar los artículos en un ambiente prácticamente libre de partículas, lo que evita la contaminación por sustancias extrañas de los componentes producidos en las cabinas o áreas de producción integral limpias. De este modo, se garantiza que el consumidor final reciba un producto totalmente estéril.

En una sala limpia fabrica la casa Schott Pharmaceutical Packaging sus jeringas de la marca "TopPac" con el copolímero transparente COC, el "Topas" de la casa Ticona, que ha sido declarado apto para uso farmacéutico. Las jeringas "TopPac" son estériles, se pueden llenar previamente y, en comparación con las antiguas de vidrio, proporcionan una mayor seguridad y se pueden fabricar a un coste menor. Puede prescindirse de procesos que demandan una gran cantidad de tiempo, como los controles de entrada, el lavado y la esterilización. El fabricante suministra las jeringas en bandejas especiales de fácil manejo y se someten a una esterilización por radiación. La empresa farmacéutica encargada de introducir el medicamento en las jeringas, a su vez en una sala limpia, recibe las "TopPac" directamente en la sala limpia "ready-to-be-filled", como dice Schott.

Prótesis de cadera: el trabajo continúa

No obstante, se sigue trabajando en aquellos ámbitos de aplicación de los plásticos en los que todavía quedan aspectos por resolver. Como en el caso de las prótesis de cadera, a las que tantas veces se hace referencia. La eficacia de las prótesis actuales, que combinan acero y polietileno, ha quedado sobradamente demostrada, pero siguen sufriendo un fuerte desgaste a largo plazo. Mientras el acero presenta una durabilidad casi ilimitada, el material plástico utilizado para el acetábulo, que suele ser un PE (UHMW-PE) de peso molecular ultra-alto, sufre un desgaste demasiado elevado, lo que tiene como consecuencia graves efectos secundarios: en primer lugar, la prótesis tiene un juego cada vez mayor y, en segundo lugar, las partículas de PE resultantes del desgaste se depositan en el tejido. En los casos más extremos, el desgaste puede llevar a la necesidad de volver a operar al paciente. Todavía no se han obtenido resultados concluyentes en el estudio de los efectos que tiene el depósito de partículas de plástico en los tejidos del organismo, pero se considera que es perjudicial para la salud.

Se ha puesto en marcha un proyecto auspiciado por la Unión Europea denominado "Betaproth" en el que participan un total de ocho medianas empresas de cinco países de la UE de forma interdisciplinaria para desarrollar un plástico para implantes con una resistencia al desgaste especialmente alta. En esta acción conjunta, cuyos impulsores se han impuesto un primer plazo máximo de dos años, participa la casa BGS, (Beta-Gamma-Service GmbH), especializada en la optimización de los plásticos con tratamiento por radiación. Se ha demostrado que la radiación de este tipo de implantes modifica las propiedades del material polímero en cuestión. Mientras que el desgaste por fricción, por ejemplo, se ve mejorado, empeoran el módulo de elasticidad, el límite elástico, la resistencia a la rotura y la dureza. Según BGS, ahora es cuestión de encontrar un común denominador que suponga una solución para todos los requisitos.

Un reto que, en opinión de Joachim Gehring, director de Aplicaciones de BGS, "supone algo así como la cuadratura del círculo, pero que se puede asumir”. Gehring, ingeniero titulado, está convencido de que se encontrará una solución. Y si eso ocurre se podría evitar el desgaste y, por consiguiente, una compleja y costosa segunda operación. Como resultado se conseguiría, una vez más, reducir los costes en el sector sanitario gracias al plástico adecuado.

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