Estudio in vitro del comportamiento de cementos basados en fosfato de calcio para aplicaciones en ingeniería de tejidos óseos

Abstract

El presente trabajo se divide en dos partes. En la primera, se buscó evaluar in vitro la bioactividad de un cemento de fosfato de calcio, fabricado a partir de fosfato tricálcico alfa (alfa-TCP) y cuya reacción de fraguado da como resultado la formación de hydroxiapatita (HA). El requisito principal para que un material artificial pueda crear un enlace directo con el hueso es la formación de una capa de apatita, similar a la del hueso, en su superficie después de ser implantado en el cuerpo humano. Para predecir este fenómeno, las muestras fabricadas fueron sumergidas en fluido corporal simulado (SBF – Simulated body fluid) durante 2, 6, 9 y 12 semanas. Esta solución contiene concentraciones de iones casi iguales a las del plasma sanguíneo humano, y por tanto, la bioactividad de un material puede predecirse por medio de la formación de apatita en su superficie cuando se lo sumerge en SBF. En la segunda parte del estudio, se buscó evaluar el comportamiento in vitro del mismo cemento de fosfato de calcio espumado con un surfactante conocido como Tween 80, añadido a la fase líquida del cemento. Este material espumado podría ser utilizado en la fabricación de andamios macroporosos para la regeneración ósea en aplicaciones de ingeniería de tejidos. La macroporosidad es un requisito en la fabricación de tales andamios, porque permite la colonización del material por las células encargadas de regenerar el hueso dañado, actuando como sustrato para su crecimiento. Un alto porcentaje de porosidad también permite lograr una reabsoción más rápida del cemento en el cuerpo, para adecuarlo a la velocidad de crecimiento del nuevo hueso formado. Las muestras fabricadas también fueron sumergidas en SBF durante 2, 6 y 9 semanas. Al mismo tiempo, se buscó evaluar la influencia de las proteínas presentes en el plasma sanguíneo, para lo cual se utilizó suero fetal bovino (FBS – Foetal bovine serum) con los mismos tiempos de inmersión que en caso anterior. Fueron evaluados los cambios en las concentraciones iónicas de calcio y fósforo del medio, la distribución del diámetro de entrada de poros y el porcentaje de porosidad total, la densidad esquelética, las variaciones en el peso y en el pH, los cambios en la microestructura, las fases cristalinas presentes , la evolución del área superficial del material de las muestras y la resistencia a la compresión de las muestras antes y después del periodo de inmersión en ambos medios.