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El impacto de la estructuración de metales con láser de pulso ultracorto en la adhesión celular in vitro de queratinocitos

Autores: Staehlke, Susanne; Barth, Tobias; Muench, Matthias; Schroeter, Joerg; Wendlandt, Robert; Oldorf, Paul; Peters, Rigo; Nebe, Barbara; Schulz, Arndt-Peter

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

El impacto de la estructuración de metales con láser de pulso ultracorto en la adhesión celular in vitro de queratinocitos


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales para aplicaciones biomédicas

Palabras clave

Modificación de superficies de biomateriales
Estructuración por láser
Nano-microestructuras
Células de la piel
Estructuras superficiales periódicas inducidas por láser
Medicina regenerativa

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Además de la necesidad de modificar la superficie de biomateriales para mejorar la adhesión celular, la estructuración por láser es favorable para diseñar una nueva topografía superficial para pines o implantes de fijación ósea externos. El principio de este estudio fue observar cómo las nano-microestructuras inducidas por láser bioinspiradas (cuernos de ciervo) influían en la adhesión y el crecimiento de células de piel. El objetivo era crear pines que permitieran que la piel se adhiriera a la superficie del biomaterial de manera a prueba de bacterias. Por lo tanto, se estructuraron metales típicos de fijación, acero y aleación de titanio, utilizando pulsos láser ultracortos, lo que resultó en nano- y microestructuras periódicas. Las características de la superficie se investigaron utilizando un microscopio de escaneo láser y mediciones del ángulo de contacto estático con agua. Los estudios in vitro con queratinocitos humanos HaCaT se centraron en la adhesión celular, la morfología, la formación de actina y el crecimiento en un plazo de 7 días. El estudio mostró que la funcionalización de la superficie influía en la adhesión, expansión y proliferación celular. Los micro-dimple clusters en metales pulidos a granel (DC20) no obstaculizarán la viabilidad. Sin embargo, no promoverán la adhesión inicial y la expansión de los HaCaTs. En contraste, la nanostructuración adicional con estructuras superficiales periódicas inducidas por láser (LIPSS) promueve el comportamiento celular. DC20 + LIPSS indujo una mayor adhesión celular con una morfología celular bien extendida. Así, las estructuras bioinspiradas mostraron un beneficio en la adhesión celular inicial. La funcionalización de la superficie por láser abre nuevas posibilidades para la estructuración y es relevante para el desarrollo de implantes bioactivos en medicina regenerativa.

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