Academic literature on the topic 'Materiales biocompatibles'

El desarrollo de nanofármacos aplicados en terapias frente al cáncer es un prometedor campo de la biomedicina en el cual se entrecruzan diferentes disciplinas científicas como la biología, la ciencia de los materiales, química, medicina y farmacia. Con la aplicación clínica de este tipo de materiales se pretende superar los inconvenientes que presentan los actuales tratamientos contra el cáncer, como una limitada efectividad terapéutica y un gran número de efectos secundarios. La presente tesis doctoral se ha enfocado en la síntesis de nanofármacos basados en sílice para la difusión intracelular y liberación controlada del agente antineoplásico camptotecina. En primer lugar, se llevó a cabo la síntesis de diversos nanomateriales aplicando el método sol-gel. En paralelo, se obtuvieron diferentes profármacos para su posterior incorporación a los materiales mediante enlace covalente. Tras una completa caracterización, se comprobó la estabilidad de los nanofármacos en medio fisiológico y, una vez demostrada su robustez, se procedió al estudio del mecanismo de liberación del principio activo a partir del nanofármaco, realizando experimentos de liberación mediante la aplicación de diferentes estímulos. Sobre los datos experimentales obtenidos se aplicaron varios modelos cinéticos de liberación de fármacos, observando que la difusión en matrices granulares es el fenómeno físico-químico de mayor influencia. Posteriormente, se evaluó la actividad antineoplásica in vitro de los nanofármacos mediante ensayos de viabilidad celular, apreciando una toxicidad similar a la del fármaco libre. Por otro lado, también se realizaron experimentos para determinar los principales factores que influyen en la internalización de los materiales por parte de las células, siendo estos el diámetro hidrodinámico y la hidrofobicidad del material. Finalmente, se investigó la biodistribución, tolerabilidad y eficacia terapéutica in vivo en un modelo de xenoinjerto de cáncer colorectal humano en ratones. A pesar de observarse una importante captación del nanofármaco por células del sistema retículoendotelial, la acumulación del sistema terapéutico en el tumor mejoró la efectividad del fármaco libre, a la vez que se minimizaron los efectos secundarios del agente antitumoral. Los resultados obtenidos apuntan al desarrollo de una nueva generación de fármacos basados en nanomateriales híbridos orgánicoinorgánicos, capaces de llevar a cabo terapias anticancerígenas con un elevado grado de eficacia y selectividad.<br>Muniesa Lajara, C. (2013). Materiales nanoestructurados biocompatibles basados en sílice. Preparación y aplicaciones en terapia anticancerígena [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29691<br>TESIS

Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta el 24/3/2020.<br>Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales<br>El desarrollo de biomateriales para regenerar huesos es un gran desafío, debido a que los materiales de ingeniería convencionales no logran replicar exactamente todas las funciones biológicas del tejido natural. Además, los biomateriales usados presentan alto riesgo de generar infecciones debido a biopelículas bacterianas. En este sentido, esta tesis doctoral pretende desarrollar materiales compuestos porosos (scaffolds) de matriz polimérica biodegradable con micropartículas de vidrio bioactivo dopado con iones metálicos terapéuticos y antibacteriales, como una alternativa de gran potencial para reparar tejido óseo. Se sintetizaron por el proceso sol-gel, vidrios bioactivos ternarios (60SiO2-36CaO-4P2O5 %mol, 58S) y cuaternarios (60SiO2-25CaO-11Na2O-4P2O5 %mol, NaBG) dopados con 1, 5 y 10 %mol de CuO y/o ZnO. Los resultados mostraron que las propiedades de los vidrios dopados dependieron del tipo de ion metálico y su porcentaje de incorporación. En particular, los vidrios mostraron bioactividad por la formación de apatita, sin embargo la incorporación de Cu y Zn disminuyó la bioactividad, con el Zn inhibiendo en mayor magnitud. La liberación de iones dependió del tipo de vidrio bioactivo (58S o NaBG) y para el caso de los iones metálicos, la liberación de Cu+2 fue hasta 30 veces mayor a la de Zn+2. La citocompatibilidad de los vidrios a células óseas dependió de la liberación iónica de los vidrios, siendo los vidrios NaBG más citocompatibles que los 58S. A mayor incorporación de Cu y Zn disminuyó la citocompatibilidad de los vidrios. Sin embargo, los vidrios basados en el NaBG dopados con 1%mol de metal fueron bioactivos, citocompatibles y presentaron propiedades antibacteriales, por ello fueron usados como relleno en la fabricación de scaffolds de poli(D,L-láctico), PDLLA, por incorporación de 10 y 30% en peso de vidrio usando un proceso de liofilización con lixiviado de partículas de NaCl como porógeno. Los scaffolds preparados presentaron porosidad interconectada de 100-400 m, adecuada para el crecimiento óseo y vascular. Se logró un incremento hasta del 130% en el módulo de Young de los scaffolds con la incorporación de 10% de vidrio, sin embargo, la resistencia a la compresión no mejoró significativamente. La incorporación de vidrio bioactivo permitió la formación de apatita y moduló la degradación del scaffold de PDLLA, evaluada por absorción de agua, pérdida de peso y cambio de pH en el medio. En general, todos los scaffolds presentaron buena citocompatibilidad a células madres. Además, los scaffolds con Cu promovieron mejor la angiogénesis (actividad VEGF) y los scaffolds con Zn la osteogénesis (actividad ALP), mientras que el scaffold con Cu y Zn mostró un efecto sinérgico en ambas propiedades. Estos iones metálicos también le proporcionaron capacidad antibacterial al scaffold de PDLLA, frente a la bacteria S. aureus. En esta investigación se demostró que es posible, mediante la incorporación de iones metálicos, diseñar un biomaterial poroso multifuncional, con degradación adecuada, capacidad antibacterial, y potencial osteogénico y angiogénico para su uso en regeneración ósea, por ejemplo, en defectos craneofaciales.

Ingeniero Civil Químico<br>En los últimos años se ha extendido el uso de materiales que destacan, principalmente, por su biocompatibilidad, razón por la cual son utilizados en aplicaciones biomédicas. El ácido poliláctico (PLA) es un biopolímero que, además de ser biocompatible, es biodegradable. Estas características lo hacen ser un material muy utilizado en biomedicina. Sin embargo, las aplicaciones biomédicas requieren la consideración de diversas propiedades del material, pues se busca lograr una estabilidad en la interacción con sistemas biológicos. De esta forma, el interés es desarrollar materiales multifuncionales que presenten propiedades optimizadas, tales como mecánicas, bioactividad, propiedad antibacteriana, conductividad eléctrica, entre otras. La presente memoria se centra en el desarrollo de nanocompuestos poliméricos de PLA con derivados del grafito (óxido de grafeno, GO, y óxido de grafeno térmicamente reducido, TrGO) mediante mezclado en fundido. Así, se busca evaluar las propiedades antimicrobianas, biocompatibles, mecánicas y eléctricas de los materiales desarrollados. Los ensayos microbiológicos indican que el compuesto con 5% en peso GO logra un 100% de efectividad en contra de ambas bacterias estudiadas (E. coli y S. aureus). Mismo resultado se obtiene cuando se genera una corriente eléctrica por la placa de 10% en peso de TrGO. Por otro lado, para los compósitos con GO aumenta la proliferación celular, mientras que para el TrGO se logra el mismo valor de viabilidad que para el PLA, en células SaOS-2. Esto indica que los compósitos desarrollados tienen una buena biocompatibilidad, sin riesgo de toxicidad para su uso con tejidos vivos. En particular, los compósitos con GO emergen como una alternativa pues mejoran la proliferación de las células. El módulo de elasticidad aumentó su valor tanto para los compuestos con GO como para los con TrGO. Sin embargo, este crecimiento se acentúa para los primeros, donde se logra aumentar un 14% el módulo a una concentración de solo 2% en peso de GO. Además, para compósitos con ambas partículas la elongación a la rotura disminuyó. La conductividad eléctrica de los compósitos depende fuertemente del tipo de relleno utilizado, logrando una conductividad eléctrica de 10−2[𝑆������𝑆������/𝑚������𝑚������] para un contenido de 10% en peso de TrGO. En contraste, para los compósitos con GO no se obtuvo conductividad, ya que, a diferencia del grafeno, esta nanopartícula no es conductora. De esta forma, el estudio indica que se mejoraron las propiedades antibacteriales, biocompatibles, mecánicas y eléctricas de los nanocompósitos de PLA al agregar rellenos de GO y TrGO. Así, los materiales desarrollados pueden ser utilizados en aplicaciones biomédicas e interaccionar con sistemas biológicos sin problemas.

Ingeniera Civil Química. Ingeniera Civil en Biotecnología<br>El continuo y creciente envejecimiento de la población conlleva a una mayor incidencia de enfermedades degenerativas óseas. Para su reparación se necesitan implantes que en un futuro no darán abasto para cubrir estas necesidades. Así, se hacen necesarias nuevas alternativas de reemplazo de injerto como los biomateriales. Entre ellos, el biovidrio 45S5 (BV) ha mostrado excelentes propiedades de biocompatibilidad y biodegradabilidad, mientras que el óxido de grafeno (GO) de proliferación y diferenciación celular. Es así que, se propone elaborar un compósito a base de biovidiro 45S5, evaluando la adición de óxido de grafeno para la bioactividad, capacidad antimicrobiana y viabilidad celular. Se espera obtener un mejor desempeño para el compósito de BV/GO 0.5% dado sus propiedades reportadas en bibliografía. La metodología parte con la elaboración del biovidrio (sol-gel) y la de GO (Marcanos-Terrones), fabricando polvos a razones de 20:0, 20:0.5 y 20:2 para BV:GO respectivamente. Se caracterizó el material con XRD y SEM/EDS, se analizó la bioactividad mediante la formación de una capa de hidroxiapatita (HCA) para los días 1, 7 y 14 en SBF, se evalúo la actividad antimicrobiana sobre gram-positiva y negativa midiendo la cantidad de unidades formadoras de colonia, y la viabilidad celular sobre células madre mesenquimales de pulpa dental humana. En cuanto a la bioactividad, no se pudieron observar los resultados para GO al 2% por la disolución completa de la muestra, mientras que el BV/GO 5% mostró casi el doble de formación de HCA en comparación con BV puro. La actividad antimicrobiana tuvo mejor desempeño para el biovidrio solo en ambas bacterias (~500 UFC), luego los compósitos con GO (~104 UFC), y finalmente el GO solo (No Contable). En viabilidad celular BV/GO 0.5% exhibió un desempeño de 66% de células activas metabólicamente para el séptimo día, mientras que 64% para BV y 61% para BV/GO 2%. Se concluye que el candidato con más potencial para aplicaciones biomédicas es el BV/GO al 0.5%, pues presenta el mejor desempeño en la bioactividad y viabilidad celular, quedando en duda su verdadero potencial para la actividad antimicrobiana por las condiciones del protocolo.

Ingeniero Civil Químico<br>Los vidrios biocompatibles han sido ampliamente utilizados en el área clínica en variados usos. El uso del método sol-gel, permitió una mayor versatilidad en la síntesis de éstos, otorgó una mayor área superficial y permitió incorporar modificadores que entreguen propiedades adicionales, con por ejemplo, propiedades antibacteriales. Se sintetizaron biomateriales con la técnica sol gel libre de metales, SiO2 CaO P2O5 (BG) e incorporando plata, SiO2 CaO P2O5 Ag2O (AgBG) y cobre, SiO2 CaO P2O5 CuO (CuBG). Además se controló el grado de incorporación de los metales, creando materiales con un 10% y 5% molar de metales: AgBG(2) y AgBG(1), respectivamente para plata, y CuBG(2) y CuBG(1), respectivamente para cobre. Los materiales sintetizados presentaron las proporciones elementales deseadas, son principalmente amorfos y poseen una alta área superficial, de alrededor de 260 [m2/g]. El material demostró ser biocompatible in-vitro, ya que luego de ser sumergido en SBF (Simulated Body Fluid) presentó un desarrollo de una capa de hidroxiapatita en su superficie, lo que, según con lo reportado el la literatura, se correlaciona directamente con la biocompatibilidad. La incorporación de metales en la síntesis, otorgó a los biovidrios una capacidad bactericida contra la cepa de E. coli DH5α y una cepa clínica de S. mutans, que no se presenta en la ausencia de éstos (BG). Ésta capacidad, medida mediante la concentración mínima bactericida (CMB), no presentó diferencia entre el grado de incorporación de los respectivos metales y es mayor en el caso de los AgBG, con una CMB para E. coli: ~3[mg/mL] en 24 h y ~0,4[mg/mL] en 48 h y para S. mutans: ~1,3 [mg/mL] en 48 h, con respecto a los CuBG, con una CMB para E. coli: ~125[mg/mL] en 24 h y ~7,5[mg/mL] en 48 h y para S. mutans: ~7,5[mg/mL] en 48 h. Este resultado depende de la bacteria y del tiempo de exposición del material a la misma, donde esta diferencia tiende a disminuir con un mayor tiempo de exposición, Si bien, la plata presentó mejores propiedades antibacteriales que el cobre, este último presentó una tendencia a alcanzar los niveles bactericidas de la plata, además hay que considerar el hecho que el cobre es aproximadamente diez veces más barato y menos tóxico para los seres humanos que la plata.

Los materiales biocerámicos tienen como componente principal el silicato de calcio, lo que le confiere muy buena biocompatibilidad debido a la similitud con la hidroxiapatita, además, se trata de materiales hidrofílicos, lo que hace no solo que puedan comportarse de manera adecuada en presencia de la humedad de los túbulos dentinarios o periapice, sino que esta humedad va a resultar beneficiosa, ya que gracias a ella van a fraguar liberando hidróxido de calcio y proporcionándoles propiedades antibacterianas y bioactivas. En el presente trabajo se describe un caso clínico en el cuál se realizaron los tratamientos endodónticos de los elementos dentarios 11 -12 utilizando un sellador biocerámico a base de silicato de calcio Bio-C sealer, (Angelus, PR, Brazil) premezclados, listos para usar, basado en sus excelentes propiedades físico – químicas, biológicas y potencial bioactivo. El objetivo de este trabajo fue definir los materiales biocerámicos, describir su evolución y tipos, demostrar los beneficios por su capacidad bioactiva y por tanto capacidad regeneradora de los tejidos duros.<br>Fil: Di Martino, Jaquelina Marcela. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Odontología.

Este trabajo presenta la búsqueda de una solución al reciente desafío tecnológico originado en la fabricación de piezas destinadas a implantes ortopédicos humanos a través del proceso de microfusión en Co-Cr-Mo. El problema se originó por la alteración de la norma ASTM F75 que en su versión 01 modificó la composición química de la aleación, disminuyendo el % de Ni de 1,0% de la versión 98 para 0,5% en la nueva versión y mantuvo sin modificación los requisitos de propiedades mecánicas. Buscando solucionar el problema se estudiaron y desarrollaron experiencias elevando la tasa de enfriamiento y modificando la composición química dentro de lo que la norma permite. El aumento de la tasa de enfriamiento, debido a la disminución de la temperatura del molde cerámico, y la alteración del porcentaje de carbono en el metal líquido, mostraron tener un fuerte efecto en la microestructura y por tanto, en las propiedades mecánicas. La utilización híbrida de las dos vías experimentadas resultó ser la más promisoria. Finalmente en el Anexo 1, se proponen alternativas de procesamientos, como visiones a futuro, todas dentro de lo que la norma acepta y permite; sea el tratamiento térmico de disolución de carburos, la nitrogenación de la aleación vía solido, o la fundición bajo vibración.

Si no se trata, la caries avanzará a través de la dentina y, finalmente, la infección llegará a la pulpa y como consecuencia, la pieza dentaria sufrirá pulpitis y hasta, una posible necrosis; sin embargo, si la lesión se gestiona de manera conservadora, la recuperación pulpar se produce incluso en lesiones cariosas profundas. Una parte importante, y esencial, del proceso de diagnóstico de la enfermedad de pulpa es el uso de pruebas de sensibilidad pulpar. Sin embargo, una deficiencia importante con estas pruebas es que sólo indirectamente proporcionan una indicación del estado de la pulpa midiendo una respuesta neuronal en lugar del suministro vascular, por lo que pueden ocurrir resultados falsos positivos y falsos negativos. El desarrollo de nuevos materiales de protección pulpar como el agregado de trióxido mineral (MTA) o Biodentine™, ha dado lugar a tratamientos más predecibles tanto desde una perspectiva histológica como clínica. El objetivo de este trabajo es realizar una revisión bibliográfica de las herramientas de diagnóstico, estrategias de tratamiento de caries profundas, y tratamiento de protección pulpar directa con biocerámicos. En el presente trabajo se describe un caso clínico en el cual se realizó un tratamiento de pulpa vital en elemento 47, utilizando como material de obturación MTA REPAIR HP Angelus® (Brasil), obteniendo como resultado pulpa vital según signos y síntomas tanto clínicos como radiográficos, a los 6 meses de haber realizado dicho tratamiento. El mantenimiento de la vitalidad pulpar y la promoción de estrategias con base biológica son el núcleo en el manejo de la caries profunda, desde una perspectiva científica, por una mayor comprensión de los procesos inflamatorios, de reparación e interacción de la pulpa dental con el material.<br>Fil: Salerno, Antonella. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Odontología.

En los últimos años el interés hacia el silicio poroso nanoestructurado para el desarrollo de nuevas aplicaciones biomédicas, como pueden ser: biosensores, liberación controlada de fármacos, etc., ha crecido exponencialmente. Los materiales ideales para este tipo de aplicaciones deben ser biocompatibles, biodegradables y biorreabsorbibles dependiendo de su función. el silicio mesoporoso es biodegradable, pero su biocompatibilidad depende de sus propiedades superficiales y de su estructura. Nuestro objeto de estudio ha sido el aumento de la biocompatibilidad del silicio poroso. En particular se ha investigado la interacción "in Vitro" de este material con fluido corporal simulado (FCS), que contiene una composición iónica casi idéntica a la del plasma sanguíneo, con el objetivo de conocer su comportamiento. Posteriormente, se han realizado dos tipos de tratamientos sobre el mismo: de oxidación (Si-O) y de derivatización con acetileno (Si-C), analizando su influencia en el comportamiento del material en FCS. Ambos procesos, ya conocidos en diversas aplicaciones del silicio poroso, han dado lugar a una estabilización en este medio. Además se ha demostrrado que la oxidación electroquímica en ácido fosfórico concentrado del silicio poroso con o sin derivatización, incrementa su bioactividad, asegurando la biocompatibilidad. Los resultados han permitido llegar a obtener capas de hasta 5 um de hidroxiapatito (componente mineral del hueso) sobre la superficie de las muestras, tras un mes de inmersión de las mismas en FCS, lo que es de gran interés en futuras aplicaciones biomédicas que tengan como base este material.<br>Pastor Galiano, EL. (2008). Contribución al estudio del comportamiento de silicio poroso nano-estructurado en fluidos corporales simulados para el desarrollo de nuevos materiales biocompatibles y biodegradables [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1985<br>Palancia