Un campo que despierta un interés creciente dentro del ámbito de los biomateriales para la regeneración osea es el de los cementos de fosfatos de calcio. Un cemento de fosfato de calcio consiste en una fase sólida formada por polvos de fosfatos de calcio, y una fase liquida, que al ser mezcladas fraguan a temperatura ambiente o fisiológica, dando lugar a un cuerpo sólido. Junto a la biocompatibilidad y bioactividad de las cerámicas de fosfatos de calcio, los cementos presentan una serie de ventajas especificas, derivadas de su proceso de obtención, como la moldeabilidad y la capacidad de fraguar "in situ", que pueden resolver los problemas de fijación y adaptación planteados por las cerámicas de fosfatos de calcio.En este trabajo se desarrolla y caracteriza un cemento basado en la hidrólisis del fosfato tricalcico alfa. El fraguado del cemento se produce a partir de la disolución de las partículas de fosfato tricalcico y la precipitación de hidroxiapatita deficiente en calcio de baja cristalinidad, similar a las biológicas, según la reacción:3ALFA-CA3(PO4)2+H2O-CA9(HPO4)(PO4)5(OH) existe una relación lineal directa entre la resistencia mecánica del cemento y el porcentaje de fosfato tricalcico que ha reaccionado. Los estudios microestructurales muestran que la resistencia a la comprensión se puede atribuir al entrelazamiento entre los cristales que precipitan.Existen distintas variables de procesado que afectan de forma significativa a las propiedades de fraguado y endurecimiento del cemento. Entre estas cabe destacar el tamaño de partícula del polvo del cemento, la adición de semillas, la utilización de soluciones de Na2HPO4, la relación liquido/polvo empleada y la temperatura. Tras estudiar el efecto de estas variables sobre algunos parámetros del cemento, como los tiempos de fraguado, el tiempo de cohesión, y la velocidad de endurecimiento se investigan los mecanismos a través de los cuales tienen lugar los efectos / Calcium phosphate cements have attracted much attention in recent years as bone regeneration materials. A calcium phosphate cement consists of a solid phase formed by calcium phosphate powders and a liquid phase, which after mixing are able to set at room or body temperature, producing a solid body Together with the biocompatibility and bioactivity of the calcium phosphate ceramics, calcium phosphate cements have specific advantages derived from their processing route, such as their mouldability, in situ setting ability, which can solve the fixation and adaptation problems inherent to calcium phosphate ceramics.This PhD Thesis is focused on the development and characterisation of a calcium phosphate cement based on the alpha-tricalcium phosphate (alfa-TCP) hydrolysis. The setting of the cement is produced by the dissolution of the alfa-TCP particles and the precipitation of a low crystallinity calcium deficient hydroxyapatite, similar to the biological hydroxyapatite, according to the following reaction: 3ALFA-CA3(PO4)2+H2O-CA9(HPO4)(PO4)5(OH) Both the degree of reaction and the compressive strength increase initially linearly with time, reaching subsequently a saturation level. A direct relation exists between the mechanical strength and the amount of reacted alfa-TCP. The microstructural analysis show that the cement hardening is caused by the entanglement between the precipitated crystals. The reaction mechanisms which control the reaction kinetics in the different stages of reaction are identified based on X-ray diffraction and electron microscopy studies.The contact of the cement with aqueous solutions which simulate body fluids does not affect its properties, and its setting and hardening behaviour at 37ºC fulfil the clinical requirements.Several processing parameters have been identified which affect significantly the setting and hardening properties of the cement. Among them, the particle size distribution of the starting powder, the addition of seed materials, the use Na2HPO4 solutions and the liquid to powder ratio used, are especially relevant. The effect of these parameters on several cement properties, such as the setting and cohesión times, the hardening rate, the maximum strength, the reaction kinetics and the final microstructure is analysed, and the underlying mechanisms are discussed.

Un Banc d'Ossos és la organització encarregada de la selecció de donants, obtención, processament, emmagatzemament i distribució d'al.loempelts d'aparell locomotor per a la seva posterior utilització mèdica. El principi bàsic és obtenir teixit segur i eficaç per als pacients. Un al.loempelt és aquell empelt realitzat entre individus de la mateixa espècie. però amb genotip diferent. La difusió dels al.loempelts ossis es va iniciar amb Inclan (1942), qui publicà la primera gran sèrie utilitzant ossos conservats per a un període de fins dos mesos. A França, Andrè Sicard estableix al 1946 una "reserva d'empelts" a l'Hospital de Beaujon. El centre més important d'utilització dels al.loempelts, però, ha estat als Estats Units de l'Amèrica del Nord. Mankin inicia l'any 1971, a l'Hospital General de Massachussets, una llarga sèrie de resseccions tumorals amb substitució per empelts massius obtinguts de cadàvers i congelats a -80º. També als Estats Units, Malinin (1976), a la Universitat de Miami, inicia una llarga sèrie de més de 900 al.loempelts massius, obtinguts de cadàvers i conservats en nitrògen líquid, a -150°. A fi d'unificar criteris i crear unes normes, el Consell Musculoesquelètic de la Societat Americana de Bancs de Teixits (AATB) publica la primera guia el 1979 per als bancs de teixits musculoesquelètics. Als Estats Units hi ha actualment 220.000 receptors anuals d'al.loempelts ossis o de parts toves, que provénen de 5000 donants/any. A Europa, de manera semblant a l'AATB dels Estats Units apareixen la Societat Europea de Bancs de Teixits (EATB) l'any 1991 i la Societat Europea de Transplantament Musculo-esquelètic (EAMST) l'any 1992. L'any 1951 es crea el primer banc d'ossos d'Espanya a l'Hospital Provincial de Madrid (Sanchis Olmos, 1953). Poc després, l'any 1953, es constitueix per Ordre Ministerial el Banco Nacional de Huesos (González Sánchez 1956). Els primers Bancs d'ossos que segueixen la metodologia establerta per l' AATB i els grans bancs americans sorgeixen en la dècada dels vuitanta. L'any 1992 L'Organización Nacional de Trasplantes (ONT) publica unes recananacions per unificar els criteris de funcionament dels bancs d'ossos a Espanya. Per a la realització d’aquesta tesi doctoral s'han valorat els 53 donants multiorganics generats per l'Hospital Clínic de Barcelona i per altres centres coordinats amb aquest, des del desembre de 1987 fins al desembre de 1992, dels quals s'ha practicat l'extracció de teixit esquelètic. El nombre total d'ossos obtinguts ha estat 270, i el d' al.loempelts 475. Els paràmetres estudiats han estat els següents: edat i sexe del donant, causa de mort, hospital d’extracció, equips extractors d'altres òrgans i teixits previs, nombre de membres de l'equip extractor de teixit esquelètic, tipus d’os, cultiu de l’os a l'extracció, fragmentació, tipus de fragment, cultiu del fragment, temps d'emmagatzemament, centre d'implantació, diagnòstic del receptor, cultiu del al.loempelt i del llit receptor, i resultat clínic i radiològic de l' empelt. L’objectiu general d’aquesta tesi és optimitzar el funcionament, el rendiment i els resultats d'un Banc d’Ossos que anomenem "Regional", és a dir, que obté els al.loempelts esquelètics de donants multiorgànics i tissulars, en contraposició als Bancs d’Ossos quirúrgics, que es nodreixen bàsicament de caps de fèmur. Per obtenir aquest objectiu general hem establert els següents objectius particulars: (1) Avaluació dels factors que poden ser significatius en el resultat dels cultius realitzats en els ossos després de la seva obtenció: I’hospital d'extracció, les extraccions prèvies d'òrgans I eixits, el nombre d'equips extractors previs, el nombre de membres de l'equip extractor de teixit esquelètic, la causa de mort, l'edat i el sexe del donant, i el tipus d'os obtingut. (2) Valoració de les possibles causes de contaminació dels al.loempelts obtinguts després de la fragmentació dels ossos, analitzant l’os d'origen i el tipus de fragment. (3) Anàlisi de la distribució geogràfica dels centres en els quals s'implanten els empelts generats pel Banc d'Ossos de l'Hospital Clínic, i el nivell d'utilització dels diversos tipus de fragments. (4) Examen dels diferents paràmetres que poden determinar el comportament dels al.loempelts: edat i sexe del donant, tipus d'os d'origen, tipus de fragment, temps d'emmagatzemament, cultiu de l'al.loempelt, cultiu del llit receptor, i tipus d'intervenció. Les conclusions són: (1) Els factors que s'han mostrat determinants en la contaminació dels ossos obtinguts de donants multiorgànics són: l'hospital d’extracció (menys mltius positius en els ossos obtinguts a l'hospital on està ubicat el Banc amb relació als explantats en un altre centre), i el nombre de membres de l'equip extractor d’aparell locomotor (més contaminació quan hi ha 4 o més membres). (2) Les extraccions prèvies dels diferents òrgans i teixits, el nombre d'equips extractors previs a l'obtenció del teixit esquelètic, la causa de mort, l'edat i el sexe del donant, i el tipus d’os, no han presentat diferències significatives en la contaminació dels ossos obtinguts de donants multiorgànics. (3) Justifiquem la fragmentació dels ossos obtinguts, realitzada en condicions adequades, pel baix percentatge de contaminació dels segments, amb relació al benefici que aporta, ja que permet que més receptors puguin gaudir dels avantatges dels al.loempelts. (4) L'evolució cronclògica ha estat un factor determinant en la diferent distribució geogràfica de la utilització dels al.loempelts generats pel Banc d'Ossos de l'Hospital Clínic, i s'ha convertit en la pròpia d'un Banc regional. (5) El tipus d'al.loempelt més sol.licitat i utilitzat és el fragment esponjós. (6) El temps d' emnagatzernament, amb un mètode de conservació i d'embalatge idonis, no és un factor determinant en la contaminació dels al.loempelts, i quant més prolongat és, menors són les complicacions dels implants. (7) El millor resultat de les osteotomies metafisàries d‘addició per un costat i l'augment de les complicacions en les fractures obertes i les artrodesis lumbars per l’altra, indiquen que la qualitat del llit receptor i les condiciones biomecàniques són altres determinants en el comportament dels al.loempelts. (8) L'edat i el sexe del donant (amb una adequada selecció), el tipus d'os i de fragment (amb una correcta indicació), els cultius de l'al.loempelt i del receptor, i la resta d’indicacions analitzades no són determinants en l'aparició de complicacions del comportament dels al.loempelts. / The general term for the activities of donor screening, retrieval, processing, storage and distribution of bone allografts is “Bone Banking". The Hospital Clínic of Barcelona Bone Bank was instituted in 1987. From December 1987 to December 1992 a total of 475 bone allografts were obtained of 270 bones; they belonged to 53 donors, all of them multi-organic or tissular donors. The grafts were obtained under strictly aseptic conditions and bacteriological cultures were performed of each bone. The grafts were packed in two sterile plastic bags and then stored by freezing in electrical freezers (-40°C / -80°C). The parameters studied have been: age and sex of the donor, cause of death, hospital of extraction, number of persons of the bone procurement team, previous organ procurements from the same donor, type of bone, culture of the bone, fragmentation, type of fragment, culture of the fragment, time of storage, hospital of implantation, diagnostic of the recipient, culture of the allograft, culture of the recipient bed, and clinical and radiographic results of the allograft. The aim of this thesis is to optimize the results of a Regional Bone Bank. The conclusions are: (1) Number of contaminated bones has been significantly higher in extractions outside of the main hospital, and in the procurements with more than 4 team members. (2) The age and sex of the donor, the cause of death, the number of previous organ procurements from the same donor and the type of bone weren't determinative factors contributing to bacterial contamination of the bones. (3) We justify fragmentation of the obtained bones. (4) The chronological evolution has been a determinative factor of the different distribution of the allogratts of the Hospital Clínic Bone Bank. (5) Cancellous allograft is the type of fragment more implant. (6) Lang time of storage is a determinative factor to decrease de number of complications of the allografts. (7) Addition osteotomies have shown the best results of the bone allografts, and exposed fractures and lumbar arthrodeses the worst. (8) Age and sex of the donor, type of fragment, cultures of the allograft and the recipient bed aren’t determinative factors in the clinical and radiographic results of the bone allografts.

Adiponectin is a protein secreted by adipose tissue which possesses insulin-sensitivity and anti-atherosclerotic properties. In this work, we will study if high molecular weight adiponectin is a key molecule in the association between energy metabolism, thyroid axis and bone metabolism in children. To this end, we studied a population of 234 asymptomatic Caucasian children. A sample of blood was also collected to quantify HMW adiponectin, thyroid hormones, bone markers, vitamin D and sFASN. We also obtained 6 biopsies of visceral adipose tissue. The results derived from this study show a positive association of high molecular weight adiponectin with free T4 and soluble FASN and a negative association with carboxylated OC. And provide further evidence of the important role of HMW adiponectin as a biomarker of the common regulation between adipose tissue, the thyroid axis and bone metabolism in healthy children. / L'adiponectina és una proteïna secretada pel teixit adipós que té propietats insulinosensibilitzants i anti-arterioscleròtiques. L’objectiu d’aquest estudi és estudiar a l’adiponectina d’alt pes molecular com a molècula clau en la interacció entre el metabolisme energètic, l’eix tiroïdal i el metabolisme ossi. Per a tal fi, s’ha dissenyat un estudi clínic descriptiu transversal en una mostra de nens sans. A tots ells se'ls va quantificar l’adiponectina d'APM, les hormones tiroïdals, marcadors ossis, la vitamina D i FASN soluble. Addicionalment, es van obtenir 6 biòpsies de teixit adipós visceral.Els resultats derivats d’aquest estudi mostren una associació positiva de l’adiponectina d’alt pes molecular amb la T4 lliure i la FASN soluble i negativa amb la OC carboxilada. I aporten noves evidències de l'important paper de l'adiponectina d'APM com a marcador biològic de la regulació comuna entre el teixit adipòs, l’eix tiroïdal i el metabolisme ossi en edat pediàtrica.