MATERIALES POROSOS DE TiO2-HA OBTENIDOS POR SOL-GEL Y SECADO SUPERCRÍTICO

GLORIA M. HERNANDEZ; PARRA, RODRIGO; FANOVICH, MARÍA A.

Rosario

Congreso; Jornadas de Investigación en Cerámica 2019; 2019

JONICER 2019

Diversas investigaciones se han enfocado en la elaboración de materiales porosos con la finalidad de utilizarlos como soportes en procesos de regeneración de tejido óseo. Una combinación de gran potencial tecnológico para esta aplicación es aquella que conjuga una fase con suficiente resistencia mecánica para soportar el crecimiento de nuevo hueso, y otra que sea capaz de promover el mecanismo de reparación y al mismo tiempo unirse al hueso formado. Esto ha dado lugar al desarrollo de materiales compuestos porosos basados en hidroxiapatita (HA, Ca10(PO4)6(OH)2) como fase bioactiva, y dióxido de titanio (TiO2) como fase bioinerte que otorga resistencia mecánica.[1,2]En este trabajo se realizó la síntesis de materiales nanoestructurados porosos de HA-TiO2 mediante la hidrólisis y condensación de tetrabutóxido de titanio (Ti(OBu)4) en un medio conteniendo nanopartículas de HA dispersas, obtenidas en una etapa previa por vía hidrotermal y la adición de un agente generador de poros. Se analizó la influencia del porcentaje de HA incorporado y su efecto sobre las fases cristalinas desarrolladas. Además, se evaluó la respuesta in vitro con células de la línea MG-63.Se prepararon geles de TiO2-HA con 20, 40 y 60 % m/m de HA en referencia al contenido final de TiO2, utilizando Ti(OBu)4, ácido acético glacial (HAc) y alcohol isopropílico como solvente. Se adicionó agua destilada para promover las reacciones de hidrólisis y condensación y polivinilpirrolidona (PVP, 30 % m/m) como agente generador de poros. Los soles obtenidos se dejaron envejecer a 35ºC durante 1 mes. Posteriormente, los geles fueron secados a 60°C con CO2 supercrítico (scCO2) a 250 bar en un equipo de alta presión (HPU500, Eurotechnica) mediante un proceso de extracción de solvente. Los sistemas secos se calcinaron a 800°C en atmósfera de aire. Los geles y los materiales obtenidos se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), análisis térmicos (TGA y ATD), espectroscopia Raman, microscopia electrónica de barrido (SEM) y respuesta in vitro con la línea celular MG-63.Los análisis de los materiales tratados a 800 °C mostraron que la fase anatasa de TiO2 se estabiliza a medida que la cantidad de HA aumenta. En la muestra sin agregado de HA se observó únicamente la fase rutilo de TiO2, mientras que en la muestra obtenida en presencia de 60% m/m de HA mostró únicamente señales de la fase anatasa. Para las muestras con contenidos menores de HA (20 y 40 % m/m), se detectaron señales características de ambas fases cristalinas del TiO2 (anatasa y rutilo). Los resultados del análisis por espectroscopía Raman dan evidencia de una posible interacción entre los grupos funcionales de HA con la fase de TiO2. Además, se observó que sólo los materiales compuestos con HA presentan adhesión celular en ensayos in vitro.[1] P. Justyna, M. Ziąbka, R. Lach, M. Łączka, K. Cholewa-Kowalska, J. of the Mech. Behavior of Biomedical Mate 87 (2018) 40?49.[2] G. J. Owens, R. K. Singh, F. Foroutan, M. Alqaysi, C. Han, C. Mahapatra, H. Kim, J. C. Knowles, Prog. Mater. Sci. 77 (2016) 1?79