Impresión 3D de tornillos quirúrgicos, pasadores y placas óseas bioactivos y absorbibles personalizados para la administración localizada de fármacos
Autores: Tappa, Karthik; Jammalamadaka, Udayabhanu; Weisman, Jeffery A.; Ballard, David H.; Wolford, Dallas D.; Pascual-Garrido, Cecilia; Wolford, Larry M.; Woodard, Pamela K.; Mills, David K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Impresión 3D de tornillos quirúrgicos, pasadores y placas óseas bioactivos y absorbibles personalizados para la administración localizada de fármacos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Fabricación aditiva
Medicina personalizada
Impresión 3D
Implantes de fijación
Administración de medicamentos
Pruebas mecánicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
La fabricación aditiva tiene un gran potencial para la medicina personalizada en cirugía de fijación ósea, incluyendo aplicaciones maxilofaciales y ortopédicas. El propósito de este estudio fue demostrar métodos de impresión 3D para la fabricación de implantes de fijación específicos para el paciente que permiten la entrega localizada de medicamentos. Se utilizó la impresión 3D para fabricar dispositivos de fijación cargados con gentamicina (GS) y metotrexato (MTX), incluyendo tornillos, clavos y placas óseas. Se imprimieron andamios con diferentes proporciones de relleno de ácido poliláctico (PLA), tanto sin medicamentos como impregnados con GS y MTX, en formas cilíndricas y rectangulares para pruebas mecánicas de resistencia a la compresión y flexión, respectivamente. Los constructos de PLA puro mostraron una resistencia a la flexión significativamente mayor cuando se imprimieron en un eje Y al 100% de relleno en comparación con otros ejes y proporciones de relleno; sin embargo, no hubo una diferencia significativa en la resistencia a la flexión entre otros ejes y proporciones de relleno. Los constructos impregnados con GS y MTX tuvieron una resistencia a la flexión y a la compresión significativamente menor en comparación con los constructos de PLA puro. Los implantes impregnados con GS demostraron inhibición bacteriana en cultivos en placa. De manera similar, los implantes impregnados con MTX demostraron un efecto citotóxico en ensayos de osteosarcoma. Este trabajo de prueba de concepto muestra el potencial de desarrollar tornillos impresos en 3D y materiales de placas con las propiedades mecánicas y orientaciones requeridas. Los implantes impregnados con medicamentos fueron técnicamente exitosos y tuvieron un efecto antibacteriano y quimioterapéutico, pero la adición de medicamentos disminuyó significativamente las resistencias a la flexión y a la compresión de los implantes personalizados.
Descripción
La fabricación aditiva tiene un gran potencial para la medicina personalizada en cirugía de fijación ósea, incluyendo aplicaciones maxilofaciales y ortopédicas. El propósito de este estudio fue demostrar métodos de impresión 3D para la fabricación de implantes de fijación específicos para el paciente que permiten la entrega localizada de medicamentos. Se utilizó la impresión 3D para fabricar dispositivos de fijación cargados con gentamicina (GS) y metotrexato (MTX), incluyendo tornillos, clavos y placas óseas. Se imprimieron andamios con diferentes proporciones de relleno de ácido poliláctico (PLA), tanto sin medicamentos como impregnados con GS y MTX, en formas cilíndricas y rectangulares para pruebas mecánicas de resistencia a la compresión y flexión, respectivamente. Los constructos de PLA puro mostraron una resistencia a la flexión significativamente mayor cuando se imprimieron en un eje Y al 100% de relleno en comparación con otros ejes y proporciones de relleno; sin embargo, no hubo una diferencia significativa en la resistencia a la flexión entre otros ejes y proporciones de relleno. Los constructos impregnados con GS y MTX tuvieron una resistencia a la flexión y a la compresión significativamente menor en comparación con los constructos de PLA puro. Los implantes impregnados con GS demostraron inhibición bacteriana en cultivos en placa. De manera similar, los implantes impregnados con MTX demostraron un efecto citotóxico en ensayos de osteosarcoma. Este trabajo de prueba de concepto muestra el potencial de desarrollar tornillos impresos en 3D y materiales de placas con las propiedades mecánicas y orientaciones requeridas. Los implantes impregnados con medicamentos fueron técnicamente exitosos y tuvieron un efecto antibacteriano y quimioterapéutico, pero la adición de medicamentos disminuyó significativamente las resistencias a la flexión y a la compresión de los implantes personalizados.