Diseño de andamios porosos de fosfato tricálcico-hidroxiapatita activados por láser para aplicaciones ortopédicas
Autores: Filipov, Emil; Yildiz, Ridvan; Dikovska, Anna; Sotelo, Lamborghini; Soma, Tharun; Avdeev, Georgi; Terziyska, Penka; Christiansen, Silke; Leriche, Anne; Fernandes, Maria Helena; Daskalova, Albena
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de andamios porosos de fosfato tricálcico-hidroxiapatita activados por láser para aplicaciones ortopédicas
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Campo
Ingeniería de tejidos óseos
Andamiaje
Estrategias basadas en láser
Interfaces antimicrobianas
ZnO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El campo de la ingeniería de tejidos óseos se está mejorando constantemente mediante nuevos enfoques experimentales. Sin embargo, la adhesión microbiana después de la implantación del andamiaje sigue siendo una limitación que podría llevar a la alteración del proceso de regeneración o al rechazo del andamiaje. El presente estudio introduce una metodología que emplea estrategias basadas en láser para el desarrollo de interfaces antimicrobianas en andamiajes de fosfato tricálcico-hidroxiapatita (TCP-HA). Las superficies externas de los andamiajes cerámicos con porosidad interna fueron estructuradas utilizando un láser de femtosegundos ( = 800 nm; = 70 fs) para desarrollar micropatrones y alterar la rugosidad superficial local. La deposición por láser pulsado de ZnO se utilizó para la posterior funcionalización de superficies tanto estructuradas por láser como no modificadas. El impacto de la irradiación de fs se investigó mediante espectroscopia Raman y difracción de rayos X. Los efectos de las superficies cerámicas con capa de ZnO sobre la adherencia bacteriana inicial se evaluaron mediante cultivo en andamiajes funcionalizados y no funcionalizados. La actividad metabólica y la morfología bacteriana se monitorearon a través del ensayo de Resazurina y enfoques microscópicos. La presencia de ZnO disminuyó evidentemente la actividad metabólica de las bacterias y llevó a una morfología celular alterada. Los resultados de este estudio han llevado a la conclusión de que la combinación de la topografía superficial estructurada por láser de fs y ZnO podría generar una interfaz antimicrobiana potencial para implantes en la ingeniería de tejidos óseos.
Descripción
El campo de la ingeniería de tejidos óseos se está mejorando constantemente mediante nuevos enfoques experimentales. Sin embargo, la adhesión microbiana después de la implantación del andamiaje sigue siendo una limitación que podría llevar a la alteración del proceso de regeneración o al rechazo del andamiaje. El presente estudio introduce una metodología que emplea estrategias basadas en láser para el desarrollo de interfaces antimicrobianas en andamiajes de fosfato tricálcico-hidroxiapatita (TCP-HA). Las superficies externas de los andamiajes cerámicos con porosidad interna fueron estructuradas utilizando un láser de femtosegundos ( = 800 nm; = 70 fs) para desarrollar micropatrones y alterar la rugosidad superficial local. La deposición por láser pulsado de ZnO se utilizó para la posterior funcionalización de superficies tanto estructuradas por láser como no modificadas. El impacto de la irradiación de fs se investigó mediante espectroscopia Raman y difracción de rayos X. Los efectos de las superficies cerámicas con capa de ZnO sobre la adherencia bacteriana inicial se evaluaron mediante cultivo en andamiajes funcionalizados y no funcionalizados. La actividad metabólica y la morfología bacteriana se monitorearon a través del ensayo de Resazurina y enfoques microscópicos. La presencia de ZnO disminuyó evidentemente la actividad metabólica de las bacterias y llevó a una morfología celular alterada. Los resultados de este estudio han llevado a la conclusión de que la combinación de la topografía superficial estructurada por láser de fs y ZnO podría generar una interfaz antimicrobiana potencial para implantes en la ingeniería de tejidos óseos.