Metais como titânio, aço inoxidável e ligas de cobalto são convencionalmente utilizados como implantes ortopédicos há muitos anos por serem resistentes à corrosão e apresentarem propriedades mecânicas compatíveis com as dos ossos humanos. Estes metais são considerados quimicamente e biologicamente inertes, pois não são tóxicos ao organismo e não induzem resposta imunológica ou rejeição do implante pelo paciente. Apesar de sua eficácia clínica comprovada, a permanência indefinida deste tipo de implante no corpo pode causar alguns problemas, tais como enfraquecimento de ossos do entorno, distorção de imagens de diagnóstico e, em casos específicos, necessidade de cirurgia secundária para remoção do implante. Estima-se que cerca de 30% das cirurgias ortopédicas sejam realizadas para remover implantes que já cumpriram suas funções ou apresentaram complicações.

Uma alternativa ao uso destes implantes, considerados permanentes, são os implantes biodegradáveis, que não só recuperam a função do osso mas também auxiliam na sua regeneração. O uso de implantes biodegradáveis pode eliminar a necessidade de cirurgias adicionais, reduzindo o tempo e os custos do tratamento de uma lesão óssea. Implantes biodegradáveis feitos de polímeros sintéticos foram desenvolvidos e têm sido utilizados com esta finalidade, porém, seus produtos de degradação são ácidos e podem gerar inflamação no local. Além disso, possuem resistência mecânica muito baixa, o que limita sua aplicação clínica.

Uma nova classe de materiais biodegradáveis, os chamados “metais biodegradáveis”, tem emergido como uma alternativa para a fabricação de implantes ortopédicos com potencial para revolucionar o tratamento de lesões ósseas. Metais biodegradáveis são constituídos essencialmente de elementos metálicos que sofrem corrosão quando em contato com fluidos biológicos (como o sangue), e seus produtos de degradação podem ser metabolizados pelo corpo humano. A corrosão, ou degradação, ocorre gradualmente e depende da composição do material, que pode ser constituído de um só metal ou de uma liga metálica (combinação de diversos metais). A degradação gradual permite que o implante sirva como suporte para o crescimento das células enquanto o novo osso é formado e a carga mecânica é transferida aos poucos do implante para o novo tecido. O ideal é que o implante permaneça no organismo por pelo menos 12 semanas, tempo mínimo necessário para que uma lesão óssea se recupere.

Metais como o magnésio, o ferro, o zinco e suas ligas são os considerados como os materiais com maior potencial para uso na fabricação de implantes ortopédicos biodegradáveis. O magnésio e suas ligas têm se destacado para esta aplicação já que possuem excelente biocompatibilidade e propriedades mecânicas muito próximas às do tecido ósseo. Este metal está presente naturalmente no corpo humano, contribuindo para o crescimento e fortalecimento dos ossos.

As substâncias formadas com a degradação dos implantes metálicos podem causar desequilíbrio fisiológico. Logo, é importante que a taxa com que estas substâncias são liberadas seja bem conhecida e controlada, de modo a não ultrapassar os limites toleráveis pelo organismo. O organismo pode tolerar um elemento tóxico em uma baixa concentração, enquanto elementos considerados nutrientes podem ter efeitos adversos quando em concentrações muito elevadas. Assim, a quantidade de elementos adicionada nas ligas de metais biodegradáveis deve ser cuidadosamente planejada.

A engenharia de tecidos ósseos utilizando metais biodegradáveis como suporte para o crescimento de células-tronco é uma tecnologia promissora para o tratamento de lesões ósseas graves. Particularmente em aplicações pediátricas, o uso desta abordagem é muito interessante pois, neste caso, os ossos do paciente estão se desenvolvendo e a colocação de um implante permanente traz a necessidade de substituições frequentes a fim de acompanhar o crescimento do tecido.

Células-tronco mesenquimais têm sido estudadas em combinação com suportes metálicos biodegradáveis para o desenvolvimento de implantes ortopédicos. Um exemplo é o do trabalho desenvolvido por um grupo de pesquisadores australianos, que produziu ligas metálicas tendo como elemento principal o magnésio e avaliou a influência de seus produtos de degradação na diferenciação de células-tronco mesenquimais em linhagens ósseas. Os resultados mostraram que a presença dos elementos metálicos estimula a proliferação e diferenciação das células-tronco mesenquimais em osteoblastos (células típicas do tecido ósseo). As ligas metálicas estudadas são fortes candidatas para uso na fabricação de implantes ortopédicos biodegradáveis e bioativos, isto é, que interagem ativamente com as células e tecidos circundantes.

As pesquisas para o desenvolvimento de implantes ortopédicos constituídos de metais biodegradáveis estão ainda no início, mas já se pode afirmar que estes materiais vão mudar significativamente a forma como lesões ósseas são tratadas. Há ainda muito espaço para inovação em aplicações clínicas de metais biodegradáveis, tanto dentro da ortopedia como em outras áreas, como a de cirurgia cardiovascular.