Recubrimientos Híbridos Basados en Polivinilpirrolidona/Polietilenglicol Enriquecidos con Colágeno y Hidroxiapatita: Estudios de Incubación y Evaluación de Propiedades Mecánicas y Fisicoquímicas
Autores: Sota, Dagmara; Jampilek, Josef; Sobczak-Kupiec, Agnieszka
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Recubrimientos Híbridos Basados en Polivinilpirrolidona/Polietilenglicol Enriquecidos con Colágeno y Hidroxiapatita: Estudios de Incubación y Evaluación de Propiedades Mecánicas y Fisicoquímicas
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Materiales de recubrimiento
Características bioactivas
Resistencia mecánica
Fluidos biológicos artificiales
Hidroxiapatita
Cerámicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los materiales de recubrimiento ofrecen una solución intrigante para impartir a los implantes inertes características bioactivas adicionales sin cambiar parámetros subyacentes como la resistencia mecánica. Los implantes metálicos, como las endoprótesis o los implantes poliméricos, pueden ser recubiertos con una delgada capa de película bioactiva capaz de estimular la proliferación de células formadoras de hueso o liberar un fármaco. Sin embargo, independientemente del sitio de implantación final de dicho biomaterial de recubrimiento, es necesario realizar análisis mecánicos y fisicoquímicos in vitro detallados para determinar su probable comportamiento bajo condiciones biológicas. En este estudio, se sometieron a pruebas de incubación recubrimientos poliméricos y compuestos con hidroxiapatita obtenidos bajo luz UV en cuatro fluidos biológicos artificiales diferentes: líquido simulado del cuerpo (SBF), saliva artificial, líquido de Ringer y agua (como fluido de referencia). Se examinaron las propiedades potenciométricas y conductométricas, la capacidad de adsorción y la tasa de degradación de los recubrimientos. Además, se determinaron su dureza, módulo de elasticidad y deformación. Se demostró que los recubrimientos permanecieron estables en líquido SBF a un valor de pH de alrededor de 7.4. En saliva artificial, se observó la mayor degradación de la matriz polimérica (que osciló entre el 36.19% y el 39.79%) y el desprendimiento de hidroxiapatita en los recubrimientos compuestos. Además, se determinó el efecto de las cerámicas sobre la capacidad de adsorción, con una menor capacidad observada con mayores adiciones de HA. Además, la evaluación de la morfología de la superficie respaldada por un microanálisis elemental confirmó la aparición de nuevas capas de apatita en la superficie como resultado de la incubación en SBF. Las cerámicas también influyeron en aspectos mecánicos, aumentando la dureza y el módulo de elasticidad. Para los recubrimientos poliméricos, el valor fue de 11.48 +/- 0.61, mientras que para el recubrimiento compuesto con un 15% de cerámicas, aumentó más de ocho veces a un valor de 93.31 +/- 11.18 N/mm. Basado en los estudios realizados, se determinó el efecto de las cerámicas sobre las propiedades fisicoquímicas y mecánicas de los materiales, y se evaluó su comportamiento en varios fluidos biológicos. Sin embargo, se requieren más estudios, especialmente análisis de citotoxicidad, para determinar el uso potencial de los recubrimientos como biomateriales.
Descripción
Los materiales de recubrimiento ofrecen una solución intrigante para impartir a los implantes inertes características bioactivas adicionales sin cambiar parámetros subyacentes como la resistencia mecánica. Los implantes metálicos, como las endoprótesis o los implantes poliméricos, pueden ser recubiertos con una delgada capa de película bioactiva capaz de estimular la proliferación de células formadoras de hueso o liberar un fármaco. Sin embargo, independientemente del sitio de implantación final de dicho biomaterial de recubrimiento, es necesario realizar análisis mecánicos y fisicoquímicos in vitro detallados para determinar su probable comportamiento bajo condiciones biológicas. En este estudio, se sometieron a pruebas de incubación recubrimientos poliméricos y compuestos con hidroxiapatita obtenidos bajo luz UV en cuatro fluidos biológicos artificiales diferentes: líquido simulado del cuerpo (SBF), saliva artificial, líquido de Ringer y agua (como fluido de referencia). Se examinaron las propiedades potenciométricas y conductométricas, la capacidad de adsorción y la tasa de degradación de los recubrimientos. Además, se determinaron su dureza, módulo de elasticidad y deformación. Se demostró que los recubrimientos permanecieron estables en líquido SBF a un valor de pH de alrededor de 7.4. En saliva artificial, se observó la mayor degradación de la matriz polimérica (que osciló entre el 36.19% y el 39.79%) y el desprendimiento de hidroxiapatita en los recubrimientos compuestos. Además, se determinó el efecto de las cerámicas sobre la capacidad de adsorción, con una menor capacidad observada con mayores adiciones de HA. Además, la evaluación de la morfología de la superficie respaldada por un microanálisis elemental confirmó la aparición de nuevas capas de apatita en la superficie como resultado de la incubación en SBF. Las cerámicas también influyeron en aspectos mecánicos, aumentando la dureza y el módulo de elasticidad. Para los recubrimientos poliméricos, el valor fue de 11.48 +/- 0.61, mientras que para el recubrimiento compuesto con un 15% de cerámicas, aumentó más de ocho veces a un valor de 93.31 +/- 11.18 N/mm. Basado en los estudios realizados, se determinó el efecto de las cerámicas sobre las propiedades fisicoquímicas y mecánicas de los materiales, y se evaluó su comportamiento en varios fluidos biológicos. Sin embargo, se requieren más estudios, especialmente análisis de citotoxicidad, para determinar el uso potencial de los recubrimientos como biomateriales.