Impact of various sterilization techniques on the properties and degradation kinetics of composite biomimetic 3D printed bone substitutes

Carregant...
Miniatura

Fitxers

GomezJudith_MemoriaTFM.pdf (22.36 MB) (Accés restringit)
El pots comprar en digital a:
El pots comprar en paper a:

Projectes de recerca

Unitats organitzatives

Número de la revista

Títol de la revista

ISSN de la revista

Títol del volum

Correu electrònic de l'autor

Tribunal avaluador

Realitzat a/amb

Tipus de document

Projecte Final de Màster Oficial

Condicions d'accés

Accés restringit per acord de confidencialitat (embargat fins 2028-05-02)
Es poden aplicar altres restriccions quan finalitzi l'embargament.

item.page.rightslicense

Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització de la persona titular dels drets

Assignatures relacionades

Assignatures relacionades

Publicacions relacionades

Datasets relacionats

Datasets relacionats

Projecte CCD

Abstract

En la transició del laboratori a les clíniques, l'esterilització dels dispositius mèdics esdevé un pas fonamental i obligatori per garantir la seguretat del pacient. En aquest sentit, l’objectiu d’aquest projecte va ser avaluar l'impacte de tres mètodes d'esterilització aprovats per la FDA - autoclau, òxid d'etilè i irradiació gamma - sobre les propietats i la cinètica de degradació de les bastides biomimètiques compostes per hidroxiapatita deficient en calci i policaprolactona, fabricades amb la tècnica de fabricació additiva Direct Ink Writing. L’estudi es va dur a terme mitjançant un assaig de degradació in vitro en una solució salina tamponada amb fosfats a 47ºC durant 18 setmanes. Durant aquest temps, la degradació del dispositiu es va avaluar en termes de morfologia, pH, grau d'absorció, pèrdua de massa, pes molecular, porositat i propietats tèrmiques. Els resultats van mostrar que, en condicions tèrmiques accelerades, les bastides van experimentar una degradació en volum sense alterar el pH del medi ni comprometre la morfologia i integritat dels constructes. Mentre que l’òxid d’etilè no va tenir cap efecte significatiu en el curs de la degradació, la irradiació gamma va accelerar considerablement la hidròlisi per escissió de cadena i l'autoclau va deteriorar severament les propietats inicials del material resultant en un patró de degradació inusual. Aquests resultats van demostrar que l’autoclau no era una tècnica adequada per esterilitzar bastides d’hidroxiapatita deficient en calci i policaprolactona. En canvi, l’òxid d’etilè i la irradiació gamma eren dues opcions viables. Tanmateix, si bé l'òxid d’etilè va tenir un impacte mínim la degradació de les bastides, la seva toxicitat i la naturalesa porosa del material, que pot atrapar el compost, requereixen estudis addicionals. A més, les creixents restriccions davant el seu ús en dispositius mèdics implantables poden comprometre la seva aplicació a llarg termini. Per tant, es va considerar que la irradiació g


En la transición del laboratorio a las clínicas, la esterilización de dispositivos médicos es un paso fundamental y obligatorio para garantizar la seguridad del paciente. En este sentido, el objetivo de este proyecto fue evaluar el impacto de tres métodos de esterilización aprobados por la FDA - autoclave, óxido de etileno e irradiación gamma - sobre las propiedades y la cinética de degradación de los andamios biomiméticos compuestos por hidroxiapatita deficiente en calcio y policaprolactona fabricados con la técnica de fabricación aditiva Direct Ink Writing. El estudio se llevó a cabo mediante un ensayo de degradación in vitro en una solución salina tamponada con fosfatos a 47ºC durante 18 semanas. Durante este tiempo, la degradación del dispositivo se evaluó en términos de morfología, pH, grado de absorción, pérdida de masa, peso molecular, porosidad y propiedades térmicas. Los resultados mostraron que, en condiciones térmicas aceleradas, los andamios experimentaron una degradación en volumen sin alterar el pH del medio ni comprometer la morfología e integridad de los constructos. Mientras que el óxido de etileno no tuvo un efecto significativo en el curso de la degradación, la irradiación gamma aceleró considerablemente la hidrólisis por escisión de cadena y el autoclave deterioró severamente las propiedades iniciales del material resultando en un patrón de degradación inusual. Estos resultados demostraron que el autoclave no es adecuado para esterilizar los andamios de hidroxiapatita deficiente en calcio y policaprolactona. Por el contrario, el óxido de etileno y la irradiación gamma eran dos opciones viables. Sin embargo, a pesar de que el óxido de etileno tuvo un impacto mínimo en la degradación de los andamios, su toxicidad y la naturaleza porosa del material, que puede atrapar el compuesto, requieren estudios adicionales. Además, las crecientes restricciones a su uso en dispositivos médicos implantables pueden comprometer su aplicación a largo plazo. Por ell


In the transition from the lab to the clinic, the sterilisation of medical devices becomes a fundamental and mandatory step to ensure the patient’s safety. In this regard, the aim of the present work was to evaluate the impact of three FDA-approved sterilization methods – autoclave, ethylene oxide and gamma irradiation – on the properties and degradation kinetics of biomimetic scaffolds composed of calcium deficient hydroxyapatite and polycaprolactone fabricated by Direct Ink Writing. The study was carried out by means of an in vitro degradation test in phosphate buffer saline at 47ºC during 18 weeks. During the immersion period, the performance of the device was evaluated in terms of morphology, pH, swelling degree, mass loss, molecular weight, porosity and thermal properties. The results showed that, under thermal accelerated conditions, the scaffolds underwent bulk degradation without altering the pH of the soaking medium nor compromising the morphology and integrity of the constructs. Whereas ethylene oxide had no significant effect on the course of degradation, gamma irradiation considerably accelerated the hydrolysis by chain scission and autoclave severely deteriorated the initial properties of the material resulting in an unusual degradation pattern. According to these results, it was clear that autoclave was not suitable for sterilising calcium deficient hydroxyapatite/polycaprolactone scaffolds. In contrast, ethylene oxide and gamma irradiation were both viable options. However, while ethylene oxide had a minimal impact on the degradation of the scaffolds, its toxicity and the porous nature of the material, that may entrap the compound, require further studies. Moreover, the growing restrictions on its use in implantable medical devices may compromise its application in the long-term. Therefore, gamma irradiation, a non-toxic, effective, predictable and reproducible sterilization method, was considered to be the most appropriate.

Descripció

Provinença

Titulació

MÀSTER UNIVERSITARI EN CIÈNCIA I ENGINYERIA AVANÇADA DE MATERIALS (Pla 2019)

Document relacionat

Citació

Ajut

DOI

Versió de l'editor

Altres identificadors

Referències