Efecto del recubrimiento en el comportamiento mecánico y la bioactividad de andamiajes biocerámicos fabricados mediante moldeo robotizado

Abstract

El hueso es uno de los tejidos más frecuentemente trasplantado. Los injertos óseos se pueden dividir en varias categorías: autoinjertos, aloinjertos y xenoinjertos. Por otra parte, en este sentido, la ingeniería de tejido óseo surgió hace casi tres décadas como una alternativa para promover la capacidad regenerativa del hueso. Una de las etapas más importantes en la ingeniería de tejidos es el diseño y fabricación de una estructura tridimensional porosa biodegradable (andamiaje) capaz de proporcionar el soporte mecánico necesario durante la regeneración del hueso dañado. Los vidrios bioactivos están atrayendo gran atención para su uso en ingeniería de tejido óseo debido a su alta bioactividad. Entre ellos, el biovidrio 45S5 es probablemente el más estudiado y utilizado como sustituto óseo. La principal desventaja de los andamiajes de 45S5 es su alta fragilidad. El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de andamiajes de 45S5 en combinación con polímeros sintéticos o naturales para superar estos obstáculos. Las tareas realizadas incluyen: (1) Fabricación y caracterización de andamiajes de 45S5 mediante moldeo robotizado (robocasting), se ha utilizado una nueva formulación para la preparación de la tinta a partir de polvos de 45S5. (2) Mejora de las propiedades mecánicas intrínsecas de las barras que constituyen los andamiajes mediante el control de los parámetros de sinterización. (3) Refuerzo mecánico de los andamiajes de 45S5 mediante su recubrimiento con polímeros sintéticos (PCL y PLA) y naturales (quitosano, alginato y gelatina) Determinación de la biodegradabilidad y bioactividad in vitro de andamiajes de 45S5 y 45S5/polímero

Bone is one of the most frequently transplanted tissues. The materials used in bone grafting can be divided into several major categories, including autografts, allografts, and xenografts. Each of these options has its own advantages and disadvantages. The field of bone tissue engineering (BTE) was emerged nearly three decades ago as a convenient alternative to promote the regenerative ability of the host body. One of the most important stages of BTE is the design and processing of a porous, biodegradable three-dimensional structure called ‘scaffold’ providing the mechanical support during regeneration of damaged bone. Bioactive glasses are attracting increasing attention for their use as BTE due to their high bioactivity. Among them, 45S5 bioglass is probably the most widely used as bone graft substitute in clinical applications. However, the main disadvantage of bioglass based scaffolds is their high brittleness. The primary objective of this work is to develop 45S5 scaffolds in combination with synthetic or natural polymers to overcome these obstacles. The tasks carried out to fulfill the above aims include: Fabrication and characterization of 45S5 scaffolds by robocasting technique, a new and simple formulation has been used for the preparation of the concentrated suspensions from 45S5 powders. Improving the intrinsic properties of the 45S5 struts by controlling the sintering parameters. Reinforcement of 45S5 scaffolds by polymer coatings by different kind of synthetic (PCL and PLA), and natural (chitosan, alginate, gelatin) polymers. Determination of the in vitro biodegradability and bioactivity of selected bare and coated scaffolds.