Tesis doctorales presentadas en España y Portugal en 2014 en el ámbito de la SIBB

Tesis 2014Peer Reviewe

Carta del Director saliente

Carta del Director salientePeer Reviewe

Caracterización físico-química de la superficie de 9 implantes dentales con 3 distintos tratamientos de superficie

Existen diversos tratamientos de superficie aplicados a los implantes dentales. El objetivo del presente estudio es comparar las características físico-químicas de la superficie de implantes dentales de titanio sometidos a diversos tratamientos de superficie. 9 implantes dentales procedentes del mismo lote de fabricación fueron separados en 3 grupos y sometidos a 3 tipos de tratamiento de superficie diferentes: mecanizado, grabado ácido y un ataque químico denominado Avantblast®. Las superficies obtenidas fueron observadas mediante microscopía electrónica de barrido y microscopía confocal, y caracterizadas químicamente mediante energía dispersiva de rayos X y espectrometría de fotoelectrones. Resultados Las superficies grabadas al ácido y las tratadas con ataque químico fueron más rugosas que las mecanizadas. La composición química superficial fue diferente entre procesos, en la superficie con el tratamiento de ataque químico existieron menos impurezas y un mayor espesor de la capa de óxido de titanio. Conclusiones La rugosidad superficial de los implantes dentales de titanio y el espesor de la capa de óxido de titanio se pueden incrementar mediante un adecuado tratamiento superficial de ataque químico.There are many surface treatments applied to dental implants. The aim of the present investigation is to compare the physicochemical characteristics of titanium dental implant surfaces with different surface treatments. 9 dental implants from the same batch were divided in 3 groups and received 3 different surface treatments: machined, acid etched and a new chemical surface treatment called Avantblast®. Scanning electron microscopy and confocal microscopy were used to image the treated surfaces, and energy-dispersive spectrometry and X-ray photoelectron spectrometry to provide a chemical characterization of the surfaces. Results The acid etched and chemical etched surfaces had an increased roughness over the machined one. Surface chemical composition had differences between processes, as the surface with the new treatment presented a reduced level of impurities and increased thickness of the titanium oxide layer Conclusions Surface roughness of titanium dental implants and thickness of the titanium oxide layer can be increased with a suitable surface treatment

Modificación de la interface titanio-tejido vivo para mejora de la osteointegración

Los implantes fabricados en titanio pueden sufrir problemas de biocompatibilidad por diversos motivos, siendo uno de ellos una falta en la respuesta osteointegrativa por parte del organismo. El presente estudio repasa las posibles mejoras en la osteointegración del implante de titanio mediante la biofuncionalización de superficies de titanio. Una de las posibles vías de mejora es la silanización de la superficie y posterior unión covalente con un péptido que contiene la secuencia RGD. Esta secuencia está presente en diversas proteínas de la matriz extracelular, como la fibronectina y la vitronectina, y es un motivo de anclaje de la célula a la matriz extracelular a través de la integrina de membrana 65-81.Postprint (published version

Reactive combinatorial synthesis and characterization of a gradient Ag-Ti oxide thin film with antibacterial properties

The growing demand for orthopedic and dental implants has spurred researchers to develop multifunctional coatings, combining tissue integration with antibacterial features. A possible strategy to endow titanium (Ti) with antibacterial properties is by incorporating silver (Ag), but designing a structure with adequate Ag+ release while maintaining biocompatibility has been shown difficult. To further explore the composition-structure-property relationships between Ag and Ti, and its effects against bacteria, this study utilized a combinatorial approach to manufacture and test a single sample containing a binary Ag-Ti oxide gradient. The sample, sputter-deposited in a reactive (O-2) environment using a custom-built combinatorial physical vapor deposition system, was shown to be effective against Staphylococcus aureus with viability reductions ranging from 17 to above 99%, depending on the amount of Ag+ released from its different parts. The Ag content along the gradient ranged from 35 to 62 wt.%, but it was found that structural properties such as varied porosity and degree of crystallinity, rather than the amount of incorporated Ag, governed the Ag+ release and resulting antibacterial activity. The coating also demonstrated in vitro apatite-forming abilities, where structural variety along the sample was shown to alter the hydrophilic behavior, with the degree of hydroxyapatite deposition varying accordingly. By means of combinatorial synthesis, a single gradient sample was able to display intricate compositional and structural features affecting its biological response, which would otherwise require a series of coatings. The current findings suggest that future implant coatings incorporating Ag as an antibacterial agent could be structurally enhanced to better suit clinical requirements. (C) 2014 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.Peer ReviewedPostprint (author’s final draft

Modelo de la lubricación hidrodinámica de la articulación de una prótesis de cadera

En este trabajo se estiman las presiones a la cual está sometida la articulación de la cadera por los líquidos fisiológicos, esta aproximación se ha realizado basado en las eciaciones de mecánica de fluidos y considerando la geometría de la prótesis de cadera. Estos datos son de gran importancia para el diseño de nuevas prótesis de cadera y para mejorar la resistencia al desgaste entre la prótesis y el acetábulo. Una vez obtenida la ecuación - modelo de lubricación articular, se han obtenido valores para un caso general de presiones de alrededor de los 120 KP

Electrodeposición de recubrimientos de fosfato de calcio sobre titanio

El titanio y sus aleaciones son biomateriales usados frecuentemente en implantes y prótesis. Sin embargo, estos biomateriales metálicos tienen limitaciones relacionadas con la bioactividad.Una vía para aumentar la bioactividad del titanio es añadir un recubrimiento de fosfato de calcio (CaP) a la superficie mediante deposición electroquímica. Esta técnica tiene como ventajas la baja temperatura del proceso y un buen control del espesor y la composición química de la capa depositada. Durante el proceso, sin embargo, se producen burbujas de hidrógeno en las proximidades del cátodo, que dificultan la obtención de capas uniformes.El presente estudio propone usar corriente pulsada para la electrodeposición como mecanismo para reducir la producción de burbujas de hidrógeno y mejorar el equilibrio de la concentración de iones en la solución, permitiendo la formación de capas de fosfato de calcio más uniformes.Peer Reviewe

Desenvolupament d’un tractament antiadherent de superfícies de titani per a aplicacions biomèdiques

L’ús d’implants de titani per a traumatologia i odontologia és una pràctica molt estesa actualment. El seu èxit, però, es veu afectat pels casos de infeccions que pateixen. En el cas concret dels implants dentals, el 14% dels implants pateixen infeccions bacterianes i entre el 5 i el 8% presenten infecció bacteriana que desenvolupa una peri-implantitis i una conseqüent pèrdua de l’implant. Per aquest motiu, en els darrers anys s’ha estudiat el desenvolupament de superfícies antibacterianes. En aquest treball s’optimitza un tractament antiadherent per a superfícies de titani amb l’objectiu de minimitzar l’adhesió bacteriana que pugui produir una infecció posterior. S’ha desenvolupat un tractament de la superfície de titani per formar un recobriment amb un polímer antiadherent. S’han estudiat les característiques fisicoquímiques de la superfície que en resulta. També s’ha estudiat la seva biocompatibilitat i capacitat per evitar l’adhesió de proteïnes i bacteris.The use of titanium implants for orthopedic and dental practice is currently widespread. Its success, however, is affected by implant-related infections. In the case of dental implants, 14% of implants suffered bacterial infections and between 5 and 8% have a bacterial infection that develops peri-implantitis and consequent loss of the implant. For this reason, in the recent years the development of antibacterial surfaces has been thoroughly studied. In this paper, a treatment has been optimized for creating antifouling titanium surfaces with the objective to minimize bacterial adhesion that may result in an infection. The titanium surface treatment produces a coating with an antifouling polymer. The physicochemical characteristics of the resulting surface have been studied, as well as the biocompatibility and the ability to prevent the adhesion of proteins and bacteria.Peer Reviewe