Biomateriales en el sub-sistema ca2sio4-7caop2o5sio2

Resumen

El propósito de la tesis es mejorar la salud y la calidad de vida de la población, a través del diseño y la obtención de nuevos materiales cerámicos bioactivos en el sub-sistema CaSiO2-7CaOP2O52SiO2. Previo a la obtención de los materiales cerámicos, se realizó una comprobación experimental del punto invariante del sub-sistema CaSiO2-7CaOP2O52SiO2, dentro del sistema binario Ca3(PO4)2 - CaSiO2 desarrollado por Fix y col. en 1969. El subsistema presenta un punto invariante eutectoide a 518 ± 6ºC con una composición 31% peso CaSiO2 69% peso Ca3(PO4)2. A la luz de estos nuevos resultados, se pueden diseñar biocerámicas con microestructura eutectoide (morfología lamelar) utilizando los tratamiento térmicos apropiados. Por lo que se decidió obtener materiales de composición eutectoide pero con dos microestructuras al objeto de comprobar la influencia de la microestructura en el comportamiento in vitro e in vivo de los materiales: Se obtuvo un material eutectoide monofásico compuesto por un fase Rss y un material eutectoide bifásico compuesto por la fase ¿¿C2Sss + Ass. Una vez obtenidos y caracterizados estos materiales, se realizaron ensayos ¿in vitro¿ e ¿in vivo¿ para determinar la bioactividad y la biocompatibilidad de los materiales. Para determinar la bioactividad se realizó el ensayo ¿in vitro¿ en Suero Fisiológico Artificial (SFA) según el protocolo de Kokubo. Ambos materiales mostraron una fuerte bioactividad al ser sumergidas en SFA mediante de la formación de una capa de Carbohidroxiapatito en la superficie de los materiales. Para determinar la biocompatibilidad se realizó primero un ensayo ¿in vitro¿ mediante cultivo de células madre mesenquimales humanas adultas aisladas de tejido adiposo subcutáneo de donantes voluntarios (hASC). Ambos materiales mostraron buena biocompatibilidad, las células se adhirieron a la superficie de los materiales y proliferaron. Para evaluar la viabilidad se realizó el ensayo de reducción de sales de tetrazoilo (MTT) y se corroboró que había habido crecimiento celular durante todo el ensayo. No se encontraron signos de citotoxicidad ni alteraciones morfológicas en las células. Por último se realizó un ensayo ¿in vivo¿ en perros raza Beagle, implantando el material eutectoide bifásico ¿¿C2Sss + Ass en la mandibula de los perros. El tiempo de implantación fue de 2 semanas para poder determinar la osteointegración del implante en este periodo de tiempo. Transcurridas las 2 semanas, el perro es sacrificado y las mandíbulas son extraidas. Los resultados muestran como el implante ha entrado en contacto con los fluidos del animal, Se observan zonas donde se ha formado tejido óseo nuevo sobre el material y como el biomaterial se ha ido disolviendo. El material presenta buena biocompatibilidad y osteointegración al ser implantado en mandíbulas de perro raza Beagle. A la vista de todos los ensayos realizados podemos resumir que todos los materiales estudiados en el presente trabajo presentan una buena biocompatibilidad, siendo materiales bioactivos, osteconductores que presentan una buena osteointegracion in vivo por lo que se podrían utilizar como posibles implantes en traumatología y en odontología.