Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 24/3/2020. / Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / El desarrollo de biomateriales para regenerar huesos es un gran desafío, debido a que los
materiales de ingeniería convencionales no logran replicar exactamente todas las funciones
biológicas del tejido natural. Además, los biomateriales usados presentan alto riesgo de generar
infecciones debido a biopelículas bacterianas. En este sentido, esta tesis doctoral pretende
desarrollar materiales compuestos porosos (scaffolds) de matriz polimérica biodegradable con
micropartículas de vidrio bioactivo dopado con iones metálicos terapéuticos y antibacteriales,
como una alternativa de gran potencial para reparar tejido óseo.
Se sintetizaron por el proceso sol-gel, vidrios bioactivos ternarios (60SiO2-36CaO-4P2O5
%mol, 58S) y cuaternarios (60SiO2-25CaO-11Na2O-4P2O5 %mol, NaBG) dopados con 1, 5 y 10
%mol de CuO y/o ZnO. Los resultados mostraron que las propiedades de los vidrios dopados
dependieron del tipo de ion metálico y su porcentaje de incorporación. En particular, los vidrios
mostraron bioactividad por la formación de apatita, sin embargo la incorporación de Cu y Zn
disminuyó la bioactividad, con el Zn inhibiendo en mayor magnitud. La liberación de iones
dependió del tipo de vidrio bioactivo (58S o NaBG) y para el caso de los iones metálicos, la
liberación de Cu+2 fue hasta 30 veces mayor a la de Zn+2. La citocompatibilidad de los vidrios a
células óseas dependió de la liberación iónica de los vidrios, siendo los vidrios NaBG más
citocompatibles que los 58S. A mayor incorporación de Cu y Zn disminuyó la citocompatibilidad
de los vidrios. Sin embargo, los vidrios basados en el NaBG dopados con 1%mol de metal fueron
bioactivos, citocompatibles y presentaron propiedades antibacteriales, por ello fueron usados
como relleno en la fabricación de scaffolds de poli(D,L-láctico), PDLLA, por incorporación de
10 y 30% en peso de vidrio usando un proceso de liofilización con lixiviado de partículas de
NaCl como porógeno. Los scaffolds preparados presentaron porosidad interconectada de 100-400
m, adecuada para el crecimiento óseo y vascular. Se logró un incremento hasta del 130% en el
módulo de Young de los scaffolds con la incorporación de 10% de vidrio, sin embargo, la
resistencia a la compresión no mejoró significativamente. La incorporación de vidrio bioactivo
permitió la formación de apatita y moduló la degradación del scaffold de PDLLA, evaluada por
absorción de agua, pérdida de peso y cambio de pH en el medio. En general, todos los scaffolds
presentaron buena citocompatibilidad a células madres. Además, los scaffolds con Cu
promovieron mejor la angiogénesis (actividad VEGF) y los scaffolds con Zn la osteogénesis
(actividad ALP), mientras que el scaffold con Cu y Zn mostró un efecto sinérgico en ambas
propiedades. Estos iones metálicos también le proporcionaron capacidad antibacterial al scaffold
de PDLLA, frente a la bacteria S. aureus.
En esta investigación se demostró que es posible, mediante la incorporación de iones
metálicos, diseñar un biomaterial poroso multifuncional, con degradación adecuada, capacidad
antibacterial, y potencial osteogénico y angiogénico para su uso en regeneración ósea, por
ejemplo, en defectos craneofaciales.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/132039 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Bejarano Narváez, Julián |
| Contributors | Palza Cordero, Humberto, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Escuela de Postgrado, Quijada Abarca, Raúl, Arias Bautista, José, Covarrubias Gallardo, Cristián, Ramos Grez, Jorge |
| Publisher | Universidad de Chile |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
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