INIFTA   05425
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES FISICO-QUIMICAS TEORICAS Y APLICADAS
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Mejora superficial de implantes óseos basados en titanio mediante recubrimientos de nanopartículas de CeO2 sobre nanotubos de TiO2
Autor/es:
PRIETO EDUARDO ; GRAVINA ANABELA NOEL; GRILLO CLAUDIA ALEJANDRA; FERNÁNDEZ LORENZO MÓNICA; BERTUOLA MARCOS
Lugar:
CABA
Reunión:
Congreso; Congreso de Investigación Aplicada y Desarrollo en Nanotecnología; 2017
Institución organizadora:
Fundación Argentina de Nanotecnología
Resumen:
Los implantes ortopédicos y dentales, especialmente los basados en titanio y sus aleaciones, han sido ampliamente utilizados por décadas. Sin embargo, hasta el 10% de éstos falla1?3, principalmente por falta de osteintegración4,5 e inflamación excesiva6. Por ello, el desafío actual en el desarrollo de sustitutos óseos radica en promover la osteogénesis por contacto y prevenir la exacerbación de la respuesta inflamatoria. Las interacciones entre las células y los tejidos que las alojan están en el orden de lo micrométrico y también en la nanoescala, de hecho, el hueso mismo está formado por componentes nanoestructurados7. En consecuencia, para producir mejores materiales implantables, es necesario contemplar este nivel de organización. Estudios in vitro han demostrado que ciertas superficies nanotubulares de óxido de titanio (TiO2) producen mayor adhesión y proliferación celular8. Por otra parte, las nanopartículas de óxido de cerio (CeO2) han sido sugeridas como antioxidantes biomiméticos, capaces de modular la respuesta inflamatoria9. Este trabajo se enfoca en la obtención de una película combinada de nanotubos (NTs) de TiO2 con nanopartículas de CeO2 sobre titanio (Ti) grado implantable.Los NTs de TiO2 se sintetizaron mediante el proceso de anodización de discos de Ti utilizando como electrolito una solución de H3PO4-HF y trabajando a potenciales entre 3V y 20V, durante 2 ciclos. Las nanopartículas de CeO2 se electrodepositaron potenciostáticamente a +0,8V, utilizando CeCl3 como electrolito. Finalmente, las muestras se calcinaron a 400 °C durante 3h. Se caracterizaron mediante difracción de rayos X, microscopías óptica y de fuerza atómica. Los ensayos de viabilidad celular se realizaron con una línea celular precursora de osteoblastos (MC3T3-E1) utilizando microscopía de epifluorescencia luego de la tinción con naranja de acridina. El voltaje de trabajo se seleccionó en virtud de los resultados obtenidos en ensayos de viabilidad celular con MC3T3-E1 cultivadas durante 24h sobre la superficie de discos de Ti anodizados. El análisis comparativo de las superficies cubiertas por osteoblastos permitió descubrir la existencia de una marcada diferencia en el porcentaje de adhesión celular entre las muestras anodizadas a 10V [25.52(±7.42)%], respecto de aquellas obtenidas 3V [6.89(±2.09)%], 15V [6.58(±1.21)%] y 20V [5.80(±1.32)%]; esto motivó la selección de 10V como potencial de preferencia para los siguientes estudios. Se determinó mediante AFM que los anodizados a 10V originan NTs de 100nm de diámetro promedio. Los análisis por DRX determinaron que los NTs de TiO2 son amorfos y cristalizan en fase Anatasa luego del tratamiento térmico. Finalmente, se logró electrodepositar un recubrimiento de nanopartículas de CeO2 de hasta 30nm de diámetro distribuidas sobre la superficie de los NTs de TiO2.Mediante el presente trabajo se optimizaron las condiciones para producir mediante anodizado NTs de TiO2 de diámetros esepecíficos sobre la superficie de Ti, los cuales presentaron características potencialmente favorables para la osteointegración. Por otra parte, fue posible generar nanopartículas de CeO2 sobre las superficies nanotubulares, lo que constituye un desarrollo prometedor teniendo en cuenta que dichas partículas son capaces de acelerar la descomposición especies radicalarias altamente reactivas y mediadoras del proceso inflamatorio crónico.