El largo brazo del plexiglas y sus parientes.
Otra vez de hospitales con mis progenitores, ahora el de sexo masculino. Otra vez con prótesis de cadera como tema. Así va el pobre blog, sobreviviendo con las aportaciones de amigos como el siempre sorprendente Fernando Cossío. Pasar muchas horas en un hospital y tener una polimérica deformación profesional le permite a uno concluir que nada sería igual en el funcionamiento diario de una planta como la de Traumatología, por la que ahora me paseo con aire un tanto desesperado, si los materiales poliméricos desaparecieran en una cataclismo. Guantes de caucho para cada intervención del personal sanitario aunque sólo sea para meter al enfermo en la cama, pañales para los que tienen problemas con los esfínteres, bolsas de suero y sangre de PVC, catéteres para la dosificación de esos productos, bandejas con las comidas, andadores y muletas ligeras, jeringas, cápsulas con medicamentos y, sobre todo, los componentes poliméricos de las prótesis de rodilla y cadera, que no en vano la gran mayoría de los internados en la planta en la que estoy son personas con problemas de uno u otro tipo. Y sobrevolando sobre esa idea, aquí estoy, tratando de paliar con una nueva entrada esta sequía creativa que últimamente me atosiga.Varios lectores impenitentes de este blog me han dicho que empiezo muchas entradas en plan abuelo Cebolleta, contando historias de mi infancia o de tiempos aún más pretéritos. Abuelo real no voy a ser nunca, así que dado que no podré contar batallitas a nieto alguno, concédaseme la licencia de ser un abuelo literario con mis pocos pero fieles lectores. De nuevo aquí, la historia arranca en mis años de chaval asilvestrado en un barrio de Hernani, en el que se produjo el primer mestizaje importante que ha conocido esa villa. Durante los años sesenta, la llegada de emigrantes de regiones del Sur (Extremadura, Andalucía) supuso un cambio de costumbres y de fisonomía local, muy parecida (aunque a otra escala) que la que ahora estamos experimentando con la llegada de emigrantes europeos, suramericanos y árabes. De aquella época conservo recuerdos impactantes e imborrables, muchos de ellos ligados al contraste de culturas y niveles de vida. Y uno de ellos, aparentemente insustancial, es la imagen de los tendederos de ropa en ventanas y balcones, protegidos en días de pronóstico del tiempo incierto por unos irregularmente cortados trozos de plástico que, a pesar de su presencia poco gratificante, la gente conservaba como oro en paño. No sólo para esos menesteres sino para otros igualmente importantes como, por ejemplo, para que cunas y camas no se mojaran con incontinencias infantiles o seniles.
La gente nos referíamos a esos trozos de plástico usando el término plexiglas, un nombre extraño que, en realidad, provenía de la marca registrada por la firma alemana Röhm & Haas para un material polimérico que hoy conocemos como polimetilmetacrilato o metacrilato a secas. El polimetilmetacrilato (PMMA) es un material plástico que se obtiene a partir de un líquido incoloro, con un olor intenso y penetrante que puede irritar ojos y pulmones y que se denomina metacrilato de metilo. Cuando en virtud de una reacción química, muchas moléculas de metacrilato de metilo se unen en cadenas de cientos o miles de átomos obtenemos un material sólido que es el PMMA y que, bien purificado, no tiene por qué oler a nada. Es un sólido que se vuelve blandito por encima de 110ºC y que puede meterse en moldes para fabricar objetos de lo más variados, como los vidrios de seguridad de muchas oficinas bancarias o las carcasas de los conocidos bolígrafos BIC. Pero también se puede usar ese material para obtener filmes u hojas delgadas que, en virtud de su pequeño espesor son flexibles y pueden plegarse sobre si mismas. Ese es nuestro plexiglas, aunque para Röhm & Haas todo el PMMA que vendía para cualquier uso lo hacía bajo ese nombre comercial. Pero, a veces, la gente identifica nombres comerciales con funcionalidades de un objeto. Siempre me acuerdo de que en muchas zonas de Burgos al betún para el calzado le han llamado Serbus, nombre comercial del primer betún que llegó a esos lares.
Y aquí viene la conexión con mis actuales desventuras. Desde los inicios en los años 60 de las operaciones quirúrgicas conducentes a la colocación de prótesis de cadera, el PMMA se ha utilizado como el pegamento o cemento que adhería el vástago metálico de la prótesis artificial al hueso que la recibe. De hecho, el PMMA se produce mediante una polimerización “in situ” del monómero (el metacrilato de metilo) durante el propio proceso quirúrgico. No puedo dejar pasar la oportunidad de decir que también la pieza de color blanco que veis en la inserción de la prótesis en la cadera es otro polímero, un polietileno muy especial que se conoce como polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE), un material con cadenas que tiene varios cientos de miles de átomos de carbono unidos entre sí.
El empleo de PMMA como cemento está hoy un poco de capa caída pues tiene varios inconvenientes. De hecho, muchas de las primeras prótesis que se colocaron tuvieron que revisarse al cabo de unos pocos años como consecuencia de que el PMMA no funcionaba bien como adhesivo. La razón del problema estriba en que mientras el hueso es un material poroso donde el adhesivo se introduce y ancla debidamente, el metal solía tener una superficie poco rugosa y el PMMA no encontraba sitios donde “agarrarse”. La consecuencia es que la prótesis se soltaba y había que volver a empezar. Hay que volver a operar, eliminar el adhesivo viejo del hueso y poner uno nuevo, un lío vamos. A este respecto, mi amiga del alma, la Prof. Berridi, dedicó sus buenos días, hace años, a una actividad un poco rocambolesca surgida del propio Servicio de Traumatología que ahora nos acoge. Utilizando huesos de cerdo desprovistos de su delicioso jamón, tenía que ensayar diversos disolventes para eliminar restos de PMMA que los cirujanos alli aplicaban, en un intento de reproducir los problemas que encontraban en los huesos de sus pacientes a los que la prótesis había fallado. Y allí andaba ella (y yo de mirón) aplicando tetrahidrofurano, cloroformo, tolueno y lo que fuera para ver si el resultado en cuanto a eliminación del cemento de PMMA era mejor que el del fenol que por entonces se usaba en el Servicio. Para los que no seais químicos os dará igual una cosa que otra, pero cuando nosotros nos enteramos de que usaban fenol nos dio una especie de repelús.
Mucha gente ha dedicado esfuerzos a resolver los problemas de la baja adhesión hueso/prótesis, buscando modificaciones superficiales en la prótesis para que el cemento pueda unirse mejor. En otros casos, la prótesis se recubre de hidroxiapatita, un material similar en composición a nuestros propios huesos, y se deja sin cementar, esperando que sea el propio hueso el que se regenere alrededor de esa capa de hidroxiapatita. Pero seguro que ya ando metiendo la gamba en temas que me caen muy lejos.
El PMMA o plexiglas tiene también una importante participación en la historia de las lentes de contacto. Aunque hay quien dice (ver Wikipedia) que la idea de las lentes de contacto como correctoras de problemas de visión anda rondando la cabeza de los humanos desde los tiempos del inconmensurable Leonardo da Vinci, lo cierto es que la historia real de las lentes de contacto, tal y como ahora las conocemos, sólo arranca de verdad cuando los polímeros aparecen en escena. Un optometrista neoyorquino, William Feinbloom fue el primero en introducir lo que hoy se denominan lentes rígidas. Construidas con nuestro amigo el plexiglas, tenían el problema de no permitir que el oxígeno del aire llegara a la parte protegida por la lente, con lo que provocaba varios efectos poco deseables. A lo largo de los años ochenta se propusieron nuevos tipos de materiales para producir lentes rígidas con mayor capacidad de dejar pasar el oxígeno. Son las llamadas lentes RPG (Rigid Permeable Gas Lenses). Entre los materiales que se han utilizado hay polímeros de la familia de los metacrilatos pero no tenemos mucho espacio para extendernos y vamos a centrarnos en el familiar principal del PMMA en este campo de aplicación.
La siguiente revolución de las lentes de contacto, las llamadas lentes blandas, llegaron de la mano del polímero conocido como polihidroxietil metacrilato (PHEMA), cuyo parentesco con el plexiglas o PMMA es evidente en el nombre. Fue propuesto para esa aplicación en los primeros años sesenta por un grupo de químicos checos liderados por Otto Wichterle en el Instituto de Química Macromolecular de la Academia Checoslovaca de Ciencias en Praga. En realidad, estos químicos sintetizaban cadenas de ese polímero, cadenas que unían entre si de forma somera usando otros reactivos, haciendo así que, en lugar de estar sueltas, formaran una especie de redes. En contacto con agua, esas redes absorbían hasta un 40% de ella sin disolverse finalmente, debido a la presencia de los entrecruzamientos entre cadenas. Son materiales que, de forma genérica, se llaman hidrogeles y de los que ya hemos hablado en otras entradas sobre pañales y otras cosas similares, de amplio uso, como decía arriba, en esta planta de Traumatología en la que escribo.
En 1960, Wichterle y Lim publicaron un artículo en Nature proponiendo el uso de geles hidrofílicos para usos biológicos. Según estos autores, el material debía ser adecuado para que su estructura permitiera retener un determinado contenido de agua, debía ser un material inerte para los procesos biológicos normales, incluyendo la resistencia a la degradación del polímero ante las reacciones desfavorables del organismo y, finalmente, debía ser permeable a las sustancias implicadas en el organismo (gases y disoluciones, fundamentalmente).
Para proseguir sus investigaciones, Wichterle tuvo que enfrentarse con el Instituto en el que trabajaba y con el escepticismo del colectivo de los ópticos. Este material polimérico fue patentado en 1963. A lo largo de la década de los sesenta, tanto el uso de lentes de hidrogel como la experimentación con estos materiales fueron limitados y los resultados, decepcionantes. Aunque por lo general resultaban lentes bastante cómodas, solía ser un problema conseguir una visión satisfactoria ya que, debido a su consistencia blanda, perdían a menudo su forma original y distorsionaban la imagen.
En Harrisburg, Pasadena, USA, otro emprendedor optometrista (debe ser inherente a la profesión) llamado Robert J. Morrison se percató del potencial de este nuevo material y viajó a Checoslovaquia, en donde compró al gobierno checo los derechos de fabricación de lentes de PHEMA según la técnica de Wichterle por unos 330.000 dólares estadounidenses. El pobre Wichterle no se enteró de la fiesta, así andaban las cosas tras el telón de acero aquellos años. Aunque trató de encontrar un fabricante/desarrollador del productos sus esfuerzos fueron vanos y, al final optó por hacer caja, como dicen los jugadores de Bolsa. Dos abogados de patentes, Martin Pollack y Jerome Feldman, propietarios de la empresa National Patent Development Corp. (NPD), que sabían sobre lentes de contacto lo mismo que yo sobre cinematografía búlgara, se dieron cuenta, sin embargo, del potencial de este producto y compraron a Morrison los derechos sobre el mismo por un millón de dólares. Morrison también hizo una buena caja pero los abogados de patentes tampoco hicieron un mal negocio. Tras intentar que varias empresas importantes de óptica se interesaran por este tipo de lentes, consiguieron por fin que Bausch & Lomb adquiriera en 1967 la patente por tres millones de dólares. A Pollack le siguió picando la curiosidad en el tema y fundó, años después, American Hydron, que actualmente forma parte de Ocular Sciences (Biomedics). Así que el primo PHEMA anda bien implantado en estas cuestiones y haciendo caja para sus dueños día a día. Aunque desde 1999 se tiene que enfrentar a la competencia de lentes blandas a base de hidrogeles de silicona. Pero estos ya no son parientes de nuestro plexiglas.
Y para terminar me gustaría presentar a otra extensa familia de primos de nuestro plexiglas. Son los llamados acrilatos (obsérvese que desaparece el término met-, lo que significa que los acrilatos tienen en su estructura un grupo metilo, CH3, menos que sus primos los metacrilatos). Un miembro significativo de esta panda de primos es el acrilato de etilo, un líquido de características muy similares al metacrilato de metilo. Cuando este ciudadano polimeriza, forma cadenas largas, cadenas que son los componentes fundamentales de muchas de las pinturas que empleamos a la hora de recubrir paredes, coches, etc. Hace años estos polímeros se presentaban disueltos en disolventes orgánicos como el tolueno. Al extender la pintura sobre una superficie, el disolvente se evaporaba a la atmósfera y el polímero solidificaba sobre la superficie a recubrir. Hoy en día, el uso de disolventes orgánicos que acaben en la atmósfera está mal visto, y en muchos sitios prohibido, por lo que han aparecido las llamadas pinturas al agua. En este caso no se trata de verdaderas disoluciones sino dispersiones o látex en los que partículas sólidas muy pequeñas de polímero están dispersas y estabilizadas en agua (por eso, a veces, cuando dejamos mucho tiempo un bote de pintura en un sitio, al abrirlo, nos encontramos con dos capas: una es prácticamente agua y la otra son partículas sólidas que se han depositado en el fondo). Al aplicar estas pinturas sobre una superficie, el agua se va evaporando (y es agua) y las partículas van agrupándose entre ellas hasta formar una capa uniforme sobre la superficie, de similares características a la que se obtenía con las pinturas en base a disolventes.
Y os dejo, que ya viene por el pasillo el carro de las comidas. Y tengo que templar gaitas con mi padre al que no convence mucho el servicio de Restaurante del Hospital.
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