Cementos óseos acrílicos modificados con hidroxiapatita. Parte I. Cinética de polimerización

En Cirugía Ortopédica uno de los principales problemas es el método de fijación de las prótesis al cuerpo humano. Desde finales de los años cincuenta se ideó la técnica de fijar prótesis metálicas con cementos de poli(metacrilato de metilo) al canal femoral en reconstrucciones de cadera. Ello dio lugar a que por primera vez se obtuvieran resultados satisfactorios en este tipo de cirugía y hoy día se estima que existan más de 12 millones de personas con implantes artificiales. En estos 40 años la técnica de cementación ha demostrado una efectividad de un 80 % a los 12 a 15 años de implantación, lo cual, no es suficiente para el tratamiento de personas jóvenes. Debido a ello diferentes modificaciones se han realizado a la composición de los cementos con vistas a mejorar las deficiencias que conllevan al fracaso de las prótesis a largo plazo. Una de las variantes que puede resultar en una mejora de la fijación secundaria de los cementos es el empleo de rellenos bioactivos de hidroxiapatita en la matriz acrílica. En el presente trabajo se determinó el efecto de tres tipos de hidroxiapatitas con diferente tratamiento térmico en la cinética de polimerización (grado de conversión y temperatura máxima de polimerización) de un cemento óseo. Para ello se realizaron experimentos de fraguado del cemento y se siguió la cinética de reacción mediante Calorimetría Diferencial de Barrido

Recubrimientos de vidrios de fosfatos de calcio sobre circonas

Se presentan los resultados obtenidos en la preparación y caracterización microestructural de un recubrimiento de vidrio de fosfato de calcio (biovidrio) sobre dos substratos cerámicos de circona. Los tratamientos térmicos se llevaron a cabo a 1 100 °C durante 2 h en aire. Los materiales se caracterizaron empleando microscopa electrónica de barrido (MEB) y de barrido ambiental (MEBA), difracción de rayos-X (DRX) y microanálisis por separación de energías de rayos-X (SERX) acoplado al MEB. Además, se estudiaron los cambios ocurridos en las superficies de los materiales después de dos semanas en una disolución fisiológica simulada (DFS). Las observaciones por MEB revelaron una buena deposición de la capa de biovidrio sobre los dos substratos de circona. Los resultados de microanálisis por SERX demostraron la difusión del magnesio de la estructura de la circona hacia el vidrio en el caso de los substratos estabilizados con óxido de magnesio, así como la difusión del calcio desde la capa de biovidrio a la circona estabilizada en este caso con óxido de itrio. En el caso de los resultados de difracción de rayos-X, la formación de nuevas fases asociadas a cierta cristalización del biovidrio, así como a la difusión del calcio y magnesio antes mencionada le confieren una determinada complejidad a su interpretación. En cuanto al comportamiento después de dos semanas en DFS, las observaciones por MEB y MEBA permitieron apreciar cambios significativos en la microestructura de la capa de biovidrio asociados a su degradación

Cementos óseos acrílicos modificados con hidroxiapatita. Parte II. Propiedades mecánicas estáticas y comportamiento bioactivo

En la sustitución total de la cadera es habitual el empleo de cementos óseos de naturaleza acrílica para la fijación de los componentes protésicos a la estructura ósea. Los cementos óseos son materiales muy estudiados y la durabilidad a largo plazo de las prótesis indica una efectividad clínica de un 80 % a los 12 a 15 años de implantación. Una de las modificaciones que se investiga desde hace algunos años para incrementar la durabilidad a largo plazo de los cementos es el empleo de rellenos bioactivos en su composición. En este trabajo se analiza la influencia de tres tipos de relleno de hidroxiapatitas silanizadas en las propiedades mecánicas estáticas y de fraguado de cementos óseos de poli(metacrilato de metilo-co-estireno). Se estudió la influencia del tipo y cantidad de relleno en la densidad de los cementos, la resistencia a la compresión y a la tracción. Los resultados indican que la densidad de las muestras aumenta con el contenido de relleno. Con el aumento de este relleno (hasta un 50 %) disminuyen la resistencia a la compresi ón, la resistencia a la tracción y la deformación a la ruptura, mientras que aumenta el módulo de tracción. Asimismo, se demostró de manera preliminar, por inmersión de las muestras en fluido corporal simulado, el carácter bioactivo in vitro de las formulaciones

Phosphorous pentoxide-free bioactive glass exhibits dose-dependent angiogenic and osteogenic capacities which are retained in glass polymeric composite scaffolds

Bioactive glasses (BGs) are attractive materials for bone tissue engineering because of their bioactivity and osteoinductivity. In this study, we report the synthesis of a novel phosphorous pentoxide-free, silicate-based bioactive glass (52S-BG) composed of 52.1% SiO2, 23.2% Na2O and 22.6% CaO (wt%). The glass was thoroughly characterized. The biocompatibility and osteogenic properties of 52S-BG particles were analyzed in vitro with human adipose-derived mesenchymal stem cells (AdMSCs) and human osteoblasts. 52S-BG particles were biocompatible and induced mineralized matrix deposition and the expression of osteogenic markers (RunX2, alkaline phosphatase, osteocalcin, osteopontin, collagen I) and the angiogenic marker vascular endothelial growth factor (VEGF). Angiogenic properties were additionally confirmed in a zebrafish embryo model. 52S-BG was added to poly-ϵ-caprolactone (PCL) to obtain a composite with 10 wt% glass content. Composite PCL/52S-BG scaffolds were fabricated by additive manufacturing and displayed high porosity (76%) and pore interconnectivity. The incorporation of 52S-BG particles increased the Young's modulus of PCL scaffolds from 180 to 230 MPa. AdMSC seeding efficiency and proliferation were higher in PCL/52S-BG compared to PCL scaffolds, indicating improved biocompatibility. Finally, 52S-BG incorporation improved the scaffolds' osteogenic and angiogenic properties by increasing mineral deposition and inducing relevant gene expression and VEGF protein secretion. Overall, 52S-BG particles and PCL/52S-BG composites may be attractive for diverse bone engineering applications requiring concomitant angiogenic properties. This journal isFil: Font Tellado, Sonia. Universitat Technical Zu Munich; AlemaniaFil: Delgado, José Angel. Universitat Internacional de Catalunya; España. University of Havana; CubaFil: Poh, Su Ping Patrina. Universität zu Berlin; Alemania. Universitat Technical Zu Munich; AlemaniaFil: Zhang, Wen. Universitat Technical Zu Munich; Alemania. Ethris GmbH; AlemaniaFil: García Vallés, Maite. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Martínez, Salvador. Universidad de La Habana; Cuba. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Gorustovich Alonso, Alejandro Adrian. Universidad Católica de Salta. Facultad de Ingeniería e Informática; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingenieria "Hilario Fernandez Long". Grupo Vinculado al Intecin - Grupo Interdisciplinario en Materiales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; ArgentinaFil: Morejón, Lizette. Universidad de La Habana; CubaFil: van Griensven, Martijn. Universitat Technical Zu Munich; Alemania. Universiteit Maastricht. Faculty of Health Medicine and Life Sciences. Institute for Technology Inspired Regenerative Medicine; Países BajosFil: Balmayor, Elizabeth Rosado. Universitat Technical Zu Munich; Alemania. Universiteit Maastricht. Faculty of Health Medicine and Life Sciences. Institute for Technology Inspired Regenerative Medicine; Países Bajo