Recubrimientos de cerámicos cálcicos, policaprolactona y colágeno reforzados con nanotubos de carbono multipared para uso en ortopedia
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Date
2020
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La interacción material–célula es un complejo proceso en donde las propiedades superficiales de los biomateriales influyen directamente en el comportamiento celular. Determinar cualquier cambio superficial en los biomateriales es crucial para entender las respuestas en los procesos celulares, especialmente el proceso de adhesión. En este trabajo, fueron desarrollados materiales cerámicos, poliméricos y compuestos de polímeros como policaprolactona (PCL) y colágeno (COL) con fosfatos cálcicos (FC) y nanotubos de carbono multipared (NTC) en diferentes concentraciones (0.5, 1.0 y 1.5 g/L). Estos materiales fueron depositados por electrodeposición (fosfatos cálcicos) y spin coating (polímeros y compuestos) sobre un material de osteosíntesis (Ti6Al4V). Varias técnicas de caracterización química, física y biológica como espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (SEM), espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS), microscopia electrónica de transmisión (TEM), termogravimetría (TGA), prueba colorimétrica MTT, fosfatasa alcalina (ALP), microscopia de fluorescencia, scratch test, espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), voltametría cíclica (VC), microbalanza de cristal de cuarzo (QCM), microscopia de fuerza atómica (AFM), piezorespuesta de fuerza atómica (PFM) y microscopia de barrido de sonda Kelvin (SKPM) se llevaron a cabo para evaluar exhaustivamente los recubrimientos. Se encontró que un aumento en la concentración de NTC induce cambios en la fase microestructural del fosfato de calcio que conduce a la formación de brushita, monetita e hidroxiapatita. Así mismo, el aumento de NTC en las matrices poliméricas disminuye los potenciales superficiales locales, lo que favorece la adherencia celular y la morfología de los núcleos de células de osteosarcoma humano (HOS) en la mayoría de los casos. Cuando se agregan diferentes concentraciones de NTC funcionalizado con FC a las matrices poliméricas, se inducen cambios en la rugosidad, potencial superficial y piezorespuesta, encontrando que superficies como COL/FC/NTC mejoran sustancialmente el proceso de adhesión celular especialmente a altas concentraciones de NTC.
Description
Keywords
Biomaterial, Cerámicos cálcicos, Policaprolactona, Colágeno, Células HOS