Evaluación de las propiedades fisicoquímicas y biológicas de implantes basados en Mg biofuncionalizados obtenidos a través de un proceso PEO a gran escala para aplicaciones en odontología
Autores: Radwan-Pragowska, Julia; Janus, ukasz; Galek, Tomasz; Szajna, Ernest; Sierakowska, Aleksandra; ysiak, Karol; Tupaj, Mirosaw; Bogda, Dariusz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Evaluación de las propiedades fisicoquímicas y biológicas de implantes basados en Mg biofuncionalizados obtenidos a través de un proceso PEO a gran escala para aplicaciones en odontología
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Procedimientos de reemplazo dental
Fallo de implantes
Soluciones biomédicas novedosas
Implantes de magnesio
Modificación de superficies
Biocorrosión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
Un número creciente de procedimientos de reemplazo dental que terminan con fallos en implantes genera una gran necesidad de la entrega de nuevas soluciones biomédicas con características mecánicas apropiadas que imiten el tejido natural y sufran biodegradación. Este fenómeno constituye una dificultad significativa para los científicos, ya que los biomateriales actualmente aplicados para este propósito se basan en acero inoxidable, Ti y aleaciones de Ti y CoCr. Uno de los materiales en bruto más prometedores es el magnesio, que ha demostrado promover la regeneración ósea y acelerar el proceso de curación del tejido. Sin embargo, su alta reactividad con los componentes de los fluidos corporales está asociada con una biocorrosión rápida y difícil de controlar, lo que limita fuertemente la aplicación de implantes de Mg como dispositivos médicos. La consecución de una funcionalidad apropiada, tanto fisicoquímica como biológica, para permitir el uso comercial de biomateriales de Mg es posible solo después de su modificación superficial. Por lo tanto, la obtención de recubrimientos uniformes y reproducibles que aumenten la resistencia al entorno acuoso del cuerpo humano, combinados con una superficie nanostructurada que mejore el comportamiento implante-célula, es un tema extremadamente importante. Aquí presentamos una estrategia exitosa para la modificación de implantes de Mg a través del proceso PEO, resultando en la obtención de biomateriales con tasas de corrosión más bajas y propiedades biológicas superiores, como la promoción de la formación de matriz extracelular y un impacto positivo en la proliferación de células MG-63. Se investigó la composición química de los implantes utilizando los métodos FT-IR y XRD, que revelaron que la formación de la capa de MgO, así como la incorporación de componentes electrolíticos como el flúor y la sílice, fueron responsables del aumento de la microdureza de las muestras. Un estudio extenso de la morfología de los biomateriales confirmó que la modificación superficial exitosa llevó a una estructura microporosa adecuada para la adhesión y proliferación de células. La naturaleza de tres capas de los recubrimientos recién formados, típica de la modificación PEO, fue confirmada a través del análisis de sección transversal. Un estudio de biocorrosión y biodegradación demostró que la modificación aplicada aumentó su resistencia a los fluidos corporales. El estudio de cultivo celular realizado aquí confirmó que el ajuste correcto de los parámetros de modificación resulta en una falta de citotoxicidad de los implantes de magnesio, un aumento en la proliferación celular y una mejora en la formación de matriz extracelular.
Descripción
Un número creciente de procedimientos de reemplazo dental que terminan con fallos en implantes genera una gran necesidad de la entrega de nuevas soluciones biomédicas con características mecánicas apropiadas que imiten el tejido natural y sufran biodegradación. Este fenómeno constituye una dificultad significativa para los científicos, ya que los biomateriales actualmente aplicados para este propósito se basan en acero inoxidable, Ti y aleaciones de Ti y CoCr. Uno de los materiales en bruto más prometedores es el magnesio, que ha demostrado promover la regeneración ósea y acelerar el proceso de curación del tejido. Sin embargo, su alta reactividad con los componentes de los fluidos corporales está asociada con una biocorrosión rápida y difícil de controlar, lo que limita fuertemente la aplicación de implantes de Mg como dispositivos médicos. La consecución de una funcionalidad apropiada, tanto fisicoquímica como biológica, para permitir el uso comercial de biomateriales de Mg es posible solo después de su modificación superficial. Por lo tanto, la obtención de recubrimientos uniformes y reproducibles que aumenten la resistencia al entorno acuoso del cuerpo humano, combinados con una superficie nanostructurada que mejore el comportamiento implante-célula, es un tema extremadamente importante. Aquí presentamos una estrategia exitosa para la modificación de implantes de Mg a través del proceso PEO, resultando en la obtención de biomateriales con tasas de corrosión más bajas y propiedades biológicas superiores, como la promoción de la formación de matriz extracelular y un impacto positivo en la proliferación de células MG-63. Se investigó la composición química de los implantes utilizando los métodos FT-IR y XRD, que revelaron que la formación de la capa de MgO, así como la incorporación de componentes electrolíticos como el flúor y la sílice, fueron responsables del aumento de la microdureza de las muestras. Un estudio extenso de la morfología de los biomateriales confirmó que la modificación superficial exitosa llevó a una estructura microporosa adecuada para la adhesión y proliferación de células. La naturaleza de tres capas de los recubrimientos recién formados, típica de la modificación PEO, fue confirmada a través del análisis de sección transversal. Un estudio de biocorrosión y biodegradación demostró que la modificación aplicada aumentó su resistencia a los fluidos corporales. El estudio de cultivo celular realizado aquí confirmó que el ajuste correcto de los parámetros de modificación resulta en una falta de citotoxicidad de los implantes de magnesio, un aumento en la proliferación celular y una mejora en la formación de matriz extracelular.