Desenvolupament de bastides de ciment de fosfats de calci per a aplicacions en enginyeria de teixits ossis

Abstract

L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar estructures macroporoses tridimensionals de fosfat de calci a fi i efecte que aquestes actuïn de suports temporals per dur-hi a terme cultiu cel·lular in vitro de cèl·lules òssies o per guiar el creixement ossi in vivo. El desenvolupament se centra bàsicament en l’obtenció de bastides poroses que, alhora, tinguin bona resistència mecànica. La porositat constitueix un factor cabdal per a que les bastides acompleixin la seva funció ja que és aquesta qui facilita la penetració de les cèl·lules en tot el volum del material que actua com a substrat i, conseqüentment, no tan sols accelera el procés de colonització sinó que també accelera el de reabsorció del mateix substrat. La porositat però, s’imposa com una limitació per a l’obtenció d’estructures amb una resistència mecànica adequada. És per això que és necessari trobar un compromís entre ambdós factors. Les bastides es formen a partir d’un ciment constituït per una fase sòlida feta de fosfat tricàlcic i una fase líquida que conté diferents concentracions de surfactant. La introducció de la porositat es du a terme escumant la fase líquida prèviament a la mescla amb la fase sòlida. Prèvia optimització del procés d’obtenció de les bastides i selecció de la bastida que presenta un millor compromís entre porositat i resistència mecànica es duen a terme, per tal d’intentar millorar la resistència mecànica, diversos tractaments de sinterització. Es van dur a terme tres tractaments de sinterització: dos tractaments es van realitzar seguint les mateixes rampes i temps d’escalfament però variant la temperatura màxima assolida (900 i 1100ºC) mentre que en el darrer es va variar el temps de sinterització assolint una temperatura màxima de 1100 ºC. L’increment de la resistència mecànica de bastides poroses es va assolir mitjançant el tercer tractament. Finalment s’estudia la influència de la distribució de la mida de partícula de la fase sòlida que constitueix el ciment en les propietats anteriorment esmentades. Les tècniques usades per a la caracterització de les bastides van ser: difracció de raigs X, resistència a la compressió, porosimetria de mercuri, immersió en mercuri, picnometria d’heli, microscòpia òptica, microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i adsorció de nitrogen (BET).