Hidrogel nanocomposite con aplicación en ingenería de tejido óseo

MEDINA, L.F.; BELLUZO, M. S.; CORTIZO, A.M.; CORTIZO, M.S.

La Plata

Workshop; Workshop Iberoamericano sobre Biomateriales para Aplicaciones Médicas; 2017

La ingeniería de tejidos es una de las áreas de investigación de mayor crecimiento en los últimos años. Los biomateriales utilizados en esta aplicación deben cumplir con un gran número de requisitos entre los que se puede destacar ofrecer una biodegradabilidad adecuada según los tiempos requeridos para la regeneración del tejido, presentar propiedades mecánicas acordes a la aplicación prevista, osteoconduccción, osteoinducción, y no citotoxicidad.En nuestro grupo probamos que la metodología de ultrasonido es un método útil para preparar una mezcla compatibilizada de complejos polielectrolíticos (PEC), a través de la formación de un enlace covalente que da más estabilidad y mejores propiedades a la matriz resultante. A pesar de que éste es un material prometedor para la regeneración del tejido de cartílago, las propiedades mecánicas no son apropiadas para la reparación del tejido óseo.En el presente trabajo pretendemos reforzar las propiedades mecánicas de PEC a base de carboximetil celulosa (CMC) y quitosano (Q), con una carga cerámica de nano hidroxiapatita (n-Hap). La Hap es un componente natural del hueso altamente biocompatible y ha demostrado mejorar la adhesión celular y el aumento de las propiedades osteogénicas y mecánicas en mezclas poliméricas. La n-Hap utilizada posee un diámetro promedio de 24,5 ± 0,2nm y se obtuvo mediante un procedimiento desarrollado en nuestro laboratorio, combinando un procesamiento mecánico / ultrasónico.Las matrices se obtuvieron por adición de una solución de CMC 1% p/v mediante goteo sobre una solución de Q 1% p/v en ácido acético al 0,25% p/v, bajo agitación constante y en presencia de ultrasonido; y se añadieron diferentes porcentajes (de 0 a 10%) de nano-Hap para su posterior comparación. Finalmente, los compuestos se secaron por liofilización hasta alcanzar un peso constante.Se analizó la topografía mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), las interacciones polielectrolíticas (por FTIR), el porcentaje de hinchamiento, el porcentaje de degradación y las propiedades mecánicas de estos compuestos. Los resultados del SEM muestran una estructura con poros tridimensionales interconectados de las matrices PEC-n-Hap, con un tamaño de poro medio adecuado para la proliferación celular. El análisis de FTIR-ATR mostró interacciones específicas entre los componentes del nanocomposite y la presencia de Hap en la estructura. Los estudios de hinchamiento y las pruebas mecánicas indican que el compuesto presenta propiedades de hidrogel.Los resultados obtenidos indican que el nanocomposite PEC-n-Hap es un candidato prometedor para la regeneración ósea.