Silicofofatos Cálcicos para Ingeniería de Tejidos

La esperanza de vida de nuestra sociedad se ha visto incrementada en los últimos años gracias a las mejoras sanitarias que se han desarrollado. Sin embargo, este aumento va ligado a un incremento en la incidencia de problemas relacionados con la degeneración músculo-esquelética. También se ha aumentado el número de traumatismos de elevada energía cinética, como los ocasionados por los accidentes de tráfico, en los que se producen múltiples y complejas fracturas esqueléticas, suponiendo una pérdida significativa en la calidad de vida de las personas que los sufren. Si un tejido está dañado, la solución más rápida es sustituirlo utilizando implantes protésicos, siendo los más utilizados hoy en día los metálicos. Sin embargo, este tipo de implantes tienen una serie de inconvenientes, como la liberación de iones tóxicos para el organismo y el stress shielding. Por otra parte, determinadas lesiones pueden repararse utilizando injertos óseos alogénicos o autólogos, siendo éste último el biomaterial “gold standard”, en cuanto a regeneración del tejido óseo se refiere. Estos injertos tampoco están exentos de inconvenientes: los aloinjertos pueden transmitir enfermedades y los autoinjertos necesitan 2 intervenciones quirúrgicas, además de la falta de disponibilidad de tejido cuando se requieren grandes cantidades de tejido. Por lo tanto, debido a los problemas que surgen como consecuencia del uso de implantes metálicos e injertos óseos, ha sido necesario el desarrollo de una nueva disciplina científica: la ingeniería de tejidos. Según ésta, un biomaterial puede ser definido como una matriz tridimensional temporal, que proporciona un ambiente específico que permita el crecimiento y desarrollo del hueso. Un ejemplo de estos biomateriales pueden ser las biocerámicas, que se definen como materiales cerámicos diseñados para lograr un comportamiento fisiológico específico al ser usados en la construcción de prótesis u órganos artificiales internos, según normativa ISO/TR 10993-9 de 1994. Las cerámicas basadas en fosfatos cálcicos han sido utilizadas durante los últimos 30 años en diferentes áreas médico-quirúrgicas, como la traumatología, odontología y cirugía maxilofacial para la regeneración tejido óseo. Los iones calcio, silicio y fósforo participan en la adhesión, proliferación y diferenciación de las células madre mesenquimales adultas de humano, en la bioactividad de las biocerámicas y en la regulación de la expresión de genes responsables de controlar el ciclo celular de osteoblastos. Además, una vez desarrollada la matriz tridimensional, es necesario determinar su influencia sobre células osteoprecursoras y su comportamiento en un sistema biológico. Para llevar a cabo este tipo de ensayos, se pueden utilizar células madre mesenquimales adultas humanas y conejos de raza Nueva Zelanda. En base a todo esto, la hipótesis de trabajo establecida fue que diferentes cerámicas, obtenidas a partir de los diagramas de fases C2S-TCP, CaO-P2O-SiO2, CaO-SiO2-K2O-MgO y CaO-SiO2-K2O-Na2O, son capaces de interaccionar con el medio que les rodea, facilitando la proliferación y diferenciación de células madre mesenquimales adultas de humanos en células de estirpe osteoblástica, favoreciendo la interacción del implante con el tejido óseo circundante. Para confirmar esta hipótesis, se desarrolló una nueva metodología para obtener materiales cerámicos porosos tridimensionales estratificados, pudiendo modificar sus fases mineralógicas y su resistencia mecánica en función de la temperatura de sinterización. De este modo, se podrían crear nuevos materiales de acuerdo con las necesidades de cada situación. Utilizando esta metodología, se desarrollaron matrices tridimensionales con porosidad interconectada de composición MgO - K2O – CaO - SiO2 y Na2O - K2O – CaO - SiO2, mostrando una elevada bioactividad tras cortos periodos de tiempo de inmersión en suero fisiológico artificial. Además, se revisó el subsistema fase A – Silicocarnotita, dentro del sistema de fases C2S-TCP, propuesto por Fix y colaboradores, para confirmar las temperaturas y concentraciones de reactivos necesarias para obtener cada una de las fases y microestructuras indicadas en el diagrama. Se modificó el punto eutectoide establecido por Fix y colaboradores, situándose en una composición de 28,39% en peso de fase A y 71,61% en peso de Silicocarnotita, a una temperatura de 1366 ± 4ºC. Una vez obtenida y caracterizada la cerámica eutectoide, se estudió su biocompatibilidad y citotoxicidad, en términos de adhesión y proliferación celular, además de su capacidad osteoinductora utilizando cultivos de células madre mesenquimales adultas de humano. Se demostró que la biocerámica eutectoide bifásica no es citotóxica, permitiendo una adecuada adhesión y proliferación celular sobre la superficie de la biocerámica, además de iniciar la diferenciación osteogénica. Finalmente, se obtuvieron cerámicas porosas bifásicas de silicofosfato cálcico, utilizando la replicación polimérica con barbotina. Éstas no provocaron respuesta inflamatoria local ni reacción sistémica después de su implantación en tibias de conejos de raza Nueva Zelanda, demostrando que proporciona un microambiente óptimo para la diferenciación osteogénica de células precursoras indiferenciadas de la médula ósea hematopoyética, además de favorecer su integración en el hueso gracias a su estructura porosa interconectada. Por lo tanto, las cerámicas porosas de silicofosfato cálcico desarrolladas podrían ser consideradas como posibles sustitutos óseos para aplicaciones clínicas, como rellenos óseos o como matrices tridimensionales en ingeniería del tejido óseo.Medicin

Potencial aplicación de la biocerámica de silicofosfato cálcico "Fase A de Nurse" en Ingeniería de Tejido Óseo. Estudios in vitro e in vivo.

En las últimas décadas se ha producido un incremento en la incidencia de problemas relacionados con la degeneración ósea y articular. El aumento de la expectativa de vida de la sociedad y el envejecimiento progresivo de la población está ligado al incremento de afecciones articulares degenerativas que requieren mayoritariamente de sustitución protésica y sus correspondientes recambios con el paso del tiempo. Además, factores externos, como los traumatismos de alta energía cinética como consecuencia de accidentes de tráfico, nos enfrentan a múltiples y complejas fracturas esqueléticas asociadas a pérdida de tejido óseo. Es por ello, que especialidades médico-quirúrgicas como la Traumatología y Cirugía Ortopédica y la Cirugía oncológica requieren de grandes técnicas de reconstrucción y del empleo de materiales para conseguir una óptima regeneración ósea. Por este motivo, uno de los retos más importantes en la actualidad en el campo de la biomedicina es obtener biomateriales capaces de promover activamente y de modo eficaz la regeneración o sustitución ósea, de forma que puedan restablecer su función. La presente Tesis Doctoral ahonda en la investigación de materiales usados para la reparación y regeneración ósea desde la perspectiva de la ingeniería de tejidos. El objetivo principal ha sido el estudio de la capacidad de la biocerámica “Fase A de Nurse”, un material formado a partir de silicato dicálcico y fosfato tricálcico (C2S - TCP) , para crear un microambiente citocompatible óptimo que permita la adhesión de ahMSCs, la proliferación y la diferenciación osteogénica, así como evaluar su comportamiento tras ser implantada en un tejido vivo. La realización de numerosos experimentos nos ha permitido concluir que la biocerámica Fase de Nurse A se comporta como un biomaterial bioactivo. Tras los ensayos de inmersión en suero fisiológico artificial (SFA), facilita la formación de una doble capa de apatita en la superficie, una capa externa que corresponde a una capa densa de hidroxiapatita deficiente en calcio (HADC) y una capa intermedia formada por HADC poroso, que recuerdan a la estructura mineralógica de los huesos. Además, esta cerámica experimental muestra propiedades biológicas apropiadas proporcionando un microentorno óptimo para la proliferación de ahMSCs y su diferenciación osteogénica. Los resultados obtenidos en términos de biocompatibilidad, adhesión y proliferación de ahMSCs, mediante ensayos directos e indirectos, demuestran que la cerámica Fase A de Nurse no ha provocado ningún efecto citotóxico, como se demuestra por la adhesión y crecimiento celular sobre el material, comparándolas con ahMSCs crecidas sobre plástico y usadas como control. Las ahMSCs, bajo la influencia de la biocerámica Fase A de Nurse, pierden marcadores de superficie típicos de células madre mesenquimales como CD73, CD90 y CD105, al mismo tiempo que comienzan a expresar los marcadores típicos osteogénicos Col I, ALP, OCN, ON, OPN y BSP. La expresión de estos últimos, es significativamente más intensa en las células que crecen bajo la influencia de la biocerámica respecto al control, y particularmente cuando se incluye suplemento osteogénico en el medio de cultivo. Los estudios realizados in vivo en conejos de la raza Nueva Zelanda (NZ) nos permiten afirmar que la biocerámica Fase A de Nurse es un material biocompatible y bioactivo. La biocerámica favorece la regeneración ósea en el sitio de implantación, no interfiere en los procesos de curación normales, y actúa como una matriz ideal para la neoformación de hueso. El material Fase A de Nurse se une directamente con el tejido óseo circundante después de ser implantado en defectos óseos experimentales contenidos en metáfisis de tibias de conejo NZ, y se comporta como una estructura conductora facilitando la colonización centrípeta del mismo por el tejido óseo neoformado, y simultáneamente es progresivamente reabsorbido o degradado y sustituido por tejido óseo neoformado. El mecanismo de unión ósea al implante es el resultado de la disolución y transformación del implante Fase A de Nurse, que provoca la formación de una nueva capa de Ca-P en la interfase del implante, y gran parte del material implantado se transforma en una fase similar al hueso desde un punto de vista morfológico y estructural. En definitiva, el material Fase A de Nurse constituye un biomaterial biocompatible con propiedades osteoconductoras, osteoinductoras y biodegradable, alcanzando las propiedades o características exigidas a los materiales destinados a la regeneración del tejido óseo, bien sea como materiales de relleno o como sustratos-scaffolds para ingeniería tisular.Medicin

Obtención, caracterización y bioactividad de biocerámicas

En los últimos años la ingeniería de tejidos juega un papel esencial en la regeneración de los tejidos dañados o enfermos, por lo que se están desarrollando matrices artificiales extracelulares altamente porosas que permiten el crecimiento de las células y la regeneración del tejido. En este sentido, uno de los materiales que más interés está generando como material de soporte en la ingeniería de tejido óseo son las cerámicas bioactivas, debido a que presentan una buena bioactividad gracias a que son capaces de establecer un enlace directo con el hueso sin la participación de tejido conectivo fibroso. Con el objetivo de obtener estas matrices porosas, se empleó un porógeno, la celulosa, sobre tres materiales cerámicos monofásicos: fosfato tricálcico, silicato dicálcico y la fase A. A continuación, se les aplicó un tratamiento térmico para eliminar el porógeno y se procedió a su caracterización mediante Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido equipado con Espectroscopía Dispersiva de Energía de Rayos X (SEM-EDX). Finalmente, se analizó la bioactividad de estas estructuras porosas mediante estudios in vitro realizando inmersiones en suero fisiológico artificial (Symulated Body Fluid (SBF)) según el procedimiento introducido por Kokubo et al. Los resultados ponen de manifiesto como la celulosa cambia la microestructura del material, pasando de un material compacto a una estructura porosa. Los ensayos de bioactividad han resultado positivos dado que los tres materiales presentan un depósito de hidroxiapatito en su superficie

Estudio morfológico predictivo mediante microTomografia Computarizada del hueso y biomateriales implantados en un modelo animal.

Las técnicas de imagen y particularmente la microtomografia computarizada (microTC) están contribuyendo a la investigación científica, no solo en el campo medico asistencial y experimental, sino en campos como la geología, la industria, la arquitectura y la historia del arte. La tomografía computarizada (TC) ofrece el mejor método radiográfico para el análisis morfológico y cualitativo de huesos y estructuras sólidas. La TC se basa en la medición del coeficiente de atenuación del haz de rayos X al atravesar cada sección o voxel del material a estudiar, obteniendo unos datos crudos (Raw Data) o datos sin procesar, que tras su procesamiento mediante programas de reconstrucción filtrada o iterativa se obtiene una imagen pixelada que puede ser interpretada por el especialista. Se intenta, como hipótesis de trabajo, demostrar la utilidad del microTC en el estudio de la evolución biológica de un biomaterial implantado en la tuberosidad tibial anterior de 15 conejos como modelo preclínico. El biomaterial implantado, fosfato tricálcico sintetizado previamente (Ca3(PO4)2) [TCP] y silicato dicálcico (Ca2SiO4) [C2S] se utilizaron como materias primas. El 60% de los andamios (dopados) sumergido en un gel de matriz ósea desmineralizada (gel de DBM) y el 40% restante de los gránulos no se trataron (no dopados). Los animales fueron asignados aleatoriamente en tres grupos (n = 5 cada uno) en correspondencia con tres períodos de estudio definidos (1, 3 y 5 meses), respectivamente. El objetivo del estudio es hacer un análisis comparativo de las imágenes del microTC con un análisis estadístico descriptivo y un análisis matemático de los datos brutos. Y todo ello con un posterior análisis histomorfométrico para dilucidar objetivamente el comportamiento osteogénico observado después de la siembra de andamios de biomateriales porosos en las tibias. A las quince muestras obtenidas tras el sacrificio de los animales y a dos muestras de biomaterial sin implantar se les realizo estudio con microTC. Todas las imágenes fueron descritas previamente por dos radiólogos experimentados basados en un análisis visual doble ciego que se centró en los siguientes ítems: (1) pérdida de homogeneidad del material implantado con respecto al preimplantado; (2) pérdida de nitidez del contorno del implante en relación con el tejido periférico; (3) presencia de trabeculaciones óseas neoformadas dentro del biomaterial implantado; (4) dispersión de biomaterial en el tejido periférico; (5) trabeculaciones neoformadas entre la superficie del implante y el hueso cortical adyacente. Para procesar matematicamente los datos crudos obtenidos del microTC se seleccionaron tres regiones de interés (ROI): (1) ROI cilíndrico de 4x4 mm para evaluar la reabsorción, degradación o integración del biomaterial implantado; (2) ROI cúbico de 10x10x10 mm que incluía el biomaterial y el tejido óseo adyacente y que permitía evaluar la dispersión experimentada por fragmentos de biomateriales dentro del hueso huésped periférico; (3) ROI cilíndrico de 3x3 mm localizado en la cortical alejada del injerto para determinar la evolución espontánea del hueso cortical inalterado, como medida de control y criterio de análisis. Este tratamiento matemático (análisis de regresión lineal y estudio de coordenadas cilíndricas) permite analizar la evolución temporal de los coeficientes de atenuación estandarizados en unidades Hounsfield (UH) de cada uno de los voxel estudiados del biomaterial y del hueso huésped. Para el estudio histológico e histomorfometrico las muestras se seccionaron perpendicularmente al eje longitudinal de la tibia con una sierra circular eléctrica. Se fijaron trozos de 3-4 mm de espesor en formalina y posteriormente fueron descalcificadas. El análisis histológico e histomorfométrico se realizó en secciones teñidas con hematoxilina-eosina de 4 μm de grosor. Se calculó la superficie total del área implantada (TIS) y se analizaron 4 componentes identificables: (1) material implantado no absorbido, (2) tejido óseo neoformado, (3) tejido conectivo y (4) material harinoso y basófilo, ubicado entre los componentes 1 y 2, denominado 'material no identificable'. Del análisis visual de las imágenes del microTC a los 1, 3 y 5 meses de la cirugía se observó una desintegración y desorganización progresiva de la morfología inicial del implante, más evidente y temprana en la periferia que en la porción central (desde un bloque cilíndrico compacto hasta una masa porosa y fragmentada), así como neoformación de tejido óseo. También se apreció una dispersión o fragmentación del andamio permitiendo la neoformación del hueso trabecular tanto dentro del material implantado como a su alrededor y en contacto con la cortical huésped. El análisis estadístico descriptivo de las imágenes de micro-TC no pudo distinguir las diferencias entre el comportamiento de los implantes dopados y los no dopados durante el período de estudio. Solo el estudio matemático de los Data Raw pudo detectar diferencias significativas en los valores promedio de UH del andamio entre ambos tipos de materiales. Los andamios pre-implantados mostraron un coeficiente de atenuación promedio de 1.13 ± 0.18 HU, después de 3 meses de la cirugía, el coeficiente de atenuación disminuyó a valores promedio de 0.99 ± 0.23 HU (andamios dopados) y 0.86 ± 0.25 HU (andamios no dopados). Los coeficientes de atenuación a 5 meses alcanzaron valores mínimos de 0,86 ± 0,32 HU (andamios dopados) y 0,66 ± 0,33 HU (andamios no dopados). Como puede deducirse de estos resultados, los implantes dopados mostraron una disminución más gradual de los valores promedio de HU que los implantes no dopados. También se demostró con el estudio de los Data Raw que existía una dispersión de los granos de cerámica y que no existieron cambios estadísticos significativos en el hueso cortical tibial normal. Solo el análisis matemático de los Raw Data pudo detectar diferencias significativas en los valores promedio de HU de andamio en el estudio entre ambos tipos de materiales. Resultando una disminución más gradual de UH en los materiales que no dopados. El presente estudio muestra la necesidad de combinar los estudios de imágenes radiológicas y el análisis matemático de los Raw Data para realizar un adecuado análisis in vivo del andamiaje óseo implantado y su evolución. Como los resultados obtenidos parecen ser similares a los anatomopatológicos, el análisis matemático de los datos brutos de TC permitiría llevar a cabo estudios in vivo de larga duración sin necesidad de sacrificio de animales.Medicin

Matrices 3D de fosfato tricálcico-silicocarnotita con micro-/nano-estructura eutectoide y formación in situ de apatito

Las opciones terapéuticas para el tratamiento de las patologías óseas constituyen uno de los principales retos en salud pública hoy en día, por lo que se hace necesario el desarrollo de nuevas estrategias para la reconstrucción y/o sustitución del tejido óseo. En la presente Tesis Doctoral se desarrollaron matrices 3D bifásicas de silicocarnotita y α-TCP con posibles aplicaciones en ITO. Estas se obtuvieron mediante el método de réplica sobre esponja polimérica a partir de un polvo cerámico de composición eutectoide dentro del subsistema Silicocarnotita-TCP contenido en el sistema Silicato dicálcico -TCP. Las matrices se caracterizaron desde el punto de vista mineralógico, físicoquímico, macro-/micro-/nano-estructural y biológico. Se utilizaron diversas técnicas de caracterización como: XRD, EDS, ATR-FTIR, espectroscopía Raman, porosimetría de mercurio, SEM, y TEM-SAD. Las matrices 3D presentaron una composición mineralógica de silicocarnotita (53.6% en peso) y α-TCP (46.4% en peso) muy próxima al punto invariante eutectoide (53.4/46.6) del subsistema Silicocarnotita - TCP. Los resultados confirmaron la posibilidad de controlar la macro-/micro-/nanoestructura de las matrices mediante la selección de la plantilla de poliuretano (25, 30 y 40 ppi) y el tratamiento térmico adecuado. En todos los casos se obtuvieron matrices 3D con estructuras porosas altamente interconectadas (83-96%) y una micro-/nano-estructura eutectoide formada por lamelas alternas de silicocarnotita y α-TCP. Mediante la velocidad de enfriamiento a través de la temperatura eutectoide (50°C/h, 16.5°C/h, 5.5°C/h) se controló el tamaño de las lamelas así como la resistencia a la compresión axial de las matrices, con valores que variaron desde 100-250 nm y 0.62 ± 0.07 MPa para una velocidad de enfriamiento de 50°C/h hasta 600-940 nm y 3.38 ± 0.06 MPa para una velocidad de enfriamiento de 5.5°C/h. Para evaluar la posible aplicación de las matrices 3D en ITO se realizaron ensayos de bioactividad y biocompatibilidad in vitro. Los ensayos de bioactividad se llevaron a cabo según la norma ISO/FDIS 23317 por inmersión de las matrices en SBF a diferentes tiempos (1-21 días). Los ensayos de biocompatibilidad se llevaron a cabo cultivando las ah-MSCs sembradas en las matrices a diferentes tiempos (7-28 días) y en diferentes medios de cultivo (GM y OM). Los ensayos de bioactividad mostraron que las matrices 3D reaccionan en SBF disolviendo la fase de silicocarnotita y desarrollando una nanoestructura porosa de HA por transformación pseudomórfica de las lamelas de α-TCP. A continuación, y tras 21 días de inmersión en SBF, se produce la precipitación de una capa densa de HA sustituido con silicio sobre las matrices previamente transformadas. Los estudios de biocompatibilidad mostraron que las ah-MSCs fueron capaces de adherirse y proliferar en estrecho contacto con las matrices 3D. Los ensayos AB confirmaron que el número de células y su actividad metabólica aumentaron con el tiempo de cultivo hasta los 28 días. El incremento de la actividad de la ALP con el tiempo de cultivo y la formación de nanofibras tipo colágeno con depósitos minerales sugirieron la posible diferenciación de las ah-MSCs en osteoblastos y la subsecuente formación de matriz extracelular mineralizada. Una posible biofuncionalización con moléculas de interés para la regeneración de tejido óseo se evaluó a través de la unión de la enzima ALP con las matrices 3D. La ALP se injertó con éxito manteniendo su actividad enzimática tras 21 días de funcionalización. Finalmente se comparó la micro-/nano-estructura de las matrices 3D obtenidas con la micro-/nano-estructura de un hueso trabecular natural de epífisis femoral de cerdo adulto. Se concluyó que las matrices 3D presentaron una composición química y una estructura muy similar a la del hueso trabecular natural examinado (porosidad, tamaño de poro y lamelas alternas con orientación aleatoria). Para los ensayos biológicos se contó con la aprobación del Comité de Ética de la Universidad Católica San Antonio de Murcia (Referencia CE051904). Por todo lo expuesto se puede concluir que las matrices 3D bifásicas desarrolladas en la presente Tesis Doctoral tienen una potencial aplicación en ITO.Today’s, the therapeutic options in bone pathology constitute one of the main challenges for public health. Therefore, it is necessary to development new strategies for bone tissue reconstruction and replacement. In the present Doctoral Thesis, 3D biphasic scaffolds of silicocarnotite and α-TCP were developed with possible applications in bone tissue engineering. Scaffolds were obtained by polymer replica method from a ceramic powder with eutectoid composition within the subsystem Silicocarnotite-TCP and enclosing in the system Dicalcium silicate-TCP. Scaffolds were characterized from the mineralogical, physico-chemical, structural and biological point of view. Several characterization techniques were used such as: XRD, EDS, ATR-FTIR, Raman spectroscopy, mercury porosimetry, SEM and TEM-SAD. The 3D scaffolds presented a mineralogical composition of silicocarnotite (53.6 wt%) and α-TCP (46.4 wt%), which came very close to the eutectoid invariant point (53.4/46.6) within the subsystem Silicocarnotite-TCP. The results confirmed the possibility to control the macro-/micro-/nano-structure of scaffolds by the selection of the polyurethane template (25, 30 and 40 ppi) and the suitable heat treatment. In all cases, biphasic 3D scaffolds with highly interconnected porous structures (83-96%) and a eutectoid nanostructure formed by alternating lamellae of silicocarnotite and α-TCP were obtained. It was possible to control the lamellar size and axial compressive strength of the scaffolds by the cooling rate used via the eutectoid temperature, with values that varying from 100-250 nm and 0.62 ± 0.07 MPa for a cooling rate of 50°C/h to 600-940 nm and 3.38 ± 0.06 MPa for a cooling rate of 5.5°C/h. In order to evaluate the possible application of the 3D scaffolds in bone tissue engineering, their bioactivity and biocompatibility were studied in vitro. The bioactivity test was assessed by the scaffolds immersion in SBF at different times (1-21 days), according to Standard ISO / FDIS 23317. The biocompatibility tests were performed by incubating the ah-MSCs seeded on the 3D scaffolds at different times (7-28 days) and two culture media (GM and OM). The bioactivity test showed that the 3D scaffolds, when placed in SBF, react firstly by dissolving the silicocarnotite phase and then developing a HA porous structure by pseudomorphic transformation of α-TCP lamellae. Afterwards, silicon substituted HA precipitation formed a dense layer on the previously transformed scaffolds after 21 days of immersion in SBF. In vitro cell tests showed that the ah-MSCs were capable to adhere and proliferate in close contact with the 3D scaffolds. AB assays indicated that the number of cells and their metabolic activity increased with culture time up to 28 days. Increase in the ALP activity and the formation of collagen-like nanofibers meshwork together with mineral deposits suggested the possible differentiation of the ah-MSCs into osteoblasts and the subsequent formation of mineralized extracellular matrix. The possible biofunctionalization with molecules involved in bone tissue regeneration was evaluated by ALP enzyme bonding on the 3D scaffolds. ALP was successfully grafted onto scaffolds, whose enzymatic activity was maintained after 21 days of functionalization. Finally, a comparative SEM study between the bioinspired 3D scaffolds and natural cancellous bone of adult pig distal femoral epiphysis was performed to evaluate structural similarity. It was concluded that the 3D scaffolds presented a chemical composition and a macro-/micro-/nano-structure very close to that of the examined natural cancellous bone (porosity, pore size and alternating lamellae with random orientation). The protocols for biological tests was approved by the Institutional Ethics Committee of the Catholic University of Murcia (Reference CE051904). Because of the above, it can be concluded that the 3D biphasic scaffolds developed in this Doctoral Thesis have a potential application in bone tissue engineering

New minerals tsangpoite Ca5(PO4)2(SiO4) and matyhite Ca9(Ca0.5□0.5)Fe(PO4)7 from the D'Orbigny angrite

Tsangpoite, ideally Ca5(PO4)2(SiO4), the hexagonal polymorph of silicocarnotite, and matyhite, ideally Ca9(Ca0.5□0.5)Fe(PO4)7, the Fe-analogue of Ca-merrillite, were identified from the D'Orbigny angrite meteorite by electron probe microanalysis, electron microscopy and micro-Raman spectroscopy. On the basis of electron diffraction, the symmetry of tsangpoite was shown to be hexagonal, P63/m or P63, with a = 9.489(4) Å, c = 6.991(6) Å, V = 545.1(6) Å3 and Z = 2 for 12 oxygen atoms per formula unit, and that of matyhite was shown to be trigonal, R3c, with a = 10.456 (7) Å, c = 37.408(34) Å, V = 3541.6 (4.8) Å3 and Z = 6 for 28 oxygen atoms per formula unit. On the basis of their constant association with the grain-boundary assemblage: Fe sulfide + ulvöspinel + Al-Ti-bearing hedenbergite + fayalite-kirschsteinite intergrowth, the formation of tsangpoite and matyhite, along with kuratite (the Fe-analogue of rhönite), can be readily rationalised as crystallisation from residue magmas at the final stage of the D'Orbigny meteorite formation. Alternatively, the close petrographic relations between tsangpoite/matyhite and the resorbed Fe sulfide rimmed by fayalite + kirschsteinite symplectite, such as the nucleation of tsangpoite in association with magnetite ± other phases within Fe sulfide and the common outward growth of needle-like tsangpoite or plate-like matyhite from the fayalite-kirschsteinite symplectic rim of Fe sulfide into hedenbergite, infer that these new minerals and the grain-boundary assemblage might represent metasomatic products resulting from reactions between an intruding metasomatic agent and the porous olivine-plagioclase plate + fayalite-kirschsteinite overgrowth + augite + Fe sulfide aggregates. Still further thermochemical and kinetics evidence is required to clarify the exact formation mechanisms/conditions of the euhedral tsangpoite, matyhite and kuratite at the grain boundary of the D'Orbigny angrite.Fil: Hwang, Shyh Lung. National Dong Hwa University; República de ChinaFil: Shen, Pouyan. National Sun Yat-sen Universit; República de ChinaFil: Chu, Hao-Tsu. Central Geological Survey; República de ChinaFil: Yui, Tzen-Fu. Institute of Earth Sciences; República de ChinaFil: Varela, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Juan. Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio. Universidad Nacional de San Juan. Instituto de Ciencias Astronómicas, de la Tierra y del Espacio; ArgentinaFil: Iizuka, Yoshiyuki. Institute of Earth Sciences; República de Chin