Nano-hidroxiapatita para su aplicación en reparación de tejido óseo

D`ELIA NL; GRAVINA AN; LAIUPPA, JA; SANTILLAN GE; MESSINA PV

Cuidad Autónoma de Buenos Aires

Encuentro; XXX Reunión Anual AAOMM; 2013

AAOMM

El hueso es un tejido considerado como un material biológico híbrido por estar compuesto por una proteína orgánica: colágeno; y por un cristal inorgánico: hidroxiapatita (HAP), que se combinan para proporcionar funciones mecánicas y de sostén al cuerpo. La HAP que compone al tejido óseo se encuentra como cristales de 20-50 nm de longitud y forma de rodillos. Es sabido que la HAP nanométrica presenta buena biocompatibiliad y osteointegración favorable; debido a su alta afinidad a distintos tipos de moléculas recientemente ha sido sugerida para su uso en el trasporte de fármacos y en terapia génica. La síntesis de nanopartículas de HAP que nos permita tener un control preciso de su tamaño y forma es un foco de considerable atención. Una de las maneras de obtenerlas es mediante la utilización de moléculas anfifílicas autoensambladas como agentes directores de estructura, en donde compuestos inorgánicos nano estructurados se pueden montar e integrar en forma de bloques para dar lugar a superestructuras ordenadas complejas como la del hueso. El objetivo planteado para este trabajo fue sintetizar HAP nanocristalina usando una síntesis biomimética con microemulsiones como agentes directores de estructura; además estudiar la viabilidad y adhesión celular para su posible aplicación biomédica. Para la síntesis del material se utilizaron como plantilla de la reacción micelas tipo rodillo formadas por el surfactante catiónico bromuro de cetil-trimetil amonio (CTAB) embebidos en una red 3D formada por diferentes polímeros. Los precursores inorgánicos (NaNO2, CaCl2 y Na3PO4) fueron agregados en secuencia a la solución de CTAB-polímero. Luego de un tratamiento hidrotérmico el producto final fue separado de la suspensión por filtración y luego secado. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por diferentes técnicas: difracción de rayos X (DRX), espectroscopia de infrarrojo (FT-IR), microscopía electrónica de trasmisión de alta resolución (H-TEM) y de barrido (SEM). La relación Ca/P fue cuantificada por energía dispersiva de rayos X (EDX). Para estudiar la bioactividad in vitro los materiales fueron sumergidos en una solución de suero fisiológico simulado (SBF) a 37° durante 7, 15, 30 y 60 días. Para probar la biocompatibilidad de los materiales se evaluó la viabilidad y adhesión celular; para ello se cultivaron osteoblastos de calvaria de rata neonatal en contacto con los materiales sintetizados. Durante la caracterización de las muestras se observó que los patrones de DRX y FT-IR de los materiales sintetizados corresponden al patrón de la HAP (Ca5(PO4)3(OH)). En las micrografías SEM se observa un entramado de fibras y por TEM se observa la presencia de nanorodillos con 37 nm de longitud y 8 nm de ancho. Luego del tratamiento con SBF se depositó una capa de cristales de HAP en forma de esférulas en la superficie de la muestra; esto se encuentra relacionado con la bioactividad del material y con sus propiedades estructurales. Los ensayos de viabilidad y adhesión celular se encuentran en vías de desarrollo. Durante la síntesis se obtuvieron nanocristales con forma de rodillos con morfología y características químicas similares al componente inorgánico del hueso. En contacto con SBF se formaron aglomerados esféricos de cristales de HAP cuya morfología implica una respuesta fisiológica positiva y buena capacidad de unión al tejido huésped. Estudios previos han demostrado que las nanpartículas de HAP utilizadas para reparación de tejido óseo exhiben una biocompatibilidad mejorada en comparación con otros materiales, por lo que los materiales obtenidos en esta síntesis original podrían tener una amplia gama de aplicaciones biomédicas.