Recubrimientos de cerámicos cálcicos, policaprolactona y colágeno reforzados con nanotubos de carbono multipared para uso en ortopedia

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dc.contributor.advisorPeña Ballesteros, Darío Yesid
dc.contributor.advisorEstupiñán Durán, Hugo Armando
dc.contributor.advisorGarcía Vergara, Sandra Judith
dc.contributor.authorMontañez Supelano, Nerly Deyanira
dc.contributor.evaluatorCórdoba Tuta, Elcy María
dc.contributor.evaluatorGüiza Argüello, Viviana Raquel
dc.contributor.evaluatorRamírez Caballero, Gustavo Emilio
dc.contributor.evaluatorEcheverría Echeverría, Félix
dc.contributor.evaluatorEndrino, José Luis
dc.date.accessioned2022-04-01T04:55:07Z
dc.date.available2022-04-01T04:55:07Z
dc.date.created2020
dc.date.issued2020
dc.description.abstractLa 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.
dc.description.abstractenglishThe material-cell interaction is a complex process in which the surface properties of biomaterials directly influence cellular behavior. Determining any surface changes in biomaterials is crucial to understand the responses in cellular processes, especially the adhesion process. In this work, ceramic, polymeric and polymer composite materials such as polycaprolactone (PCL) and collagen (COL) were developed with calcium phosphates (FC) and multiwalled carbon nanotubes (NTC) in different concentrations (0.5, 1.0 and 1.5 g/L). These materials were deposited by electrodeposition (calcium phosphates) and spin coating (polymers and compounds) on an osteosynthesis material (Ti6Al4V). Various chemical, physical and biological characterization techniques such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, X-ray diffraction (DRX), scanning electron microscopy (SEM), X-ray energy dispersion spectrometry (EDS) , transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetry (TGA), MTT colorimetric test, alkaline phosphatase (ALP), fluorescence microscopy, scratch test, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (VC), quartz crystal microbalance (QCM), atomic force microscopy (AFM), piezoresponse force microscopy (PFM) and scanning Kelvin probe microscopy (SKPM) were performed to evaluate comprehensively the coatings. It was found that an increase in the concentration of carbon nanotubes induces changes in the microstructural phase of calcium phosphate that leads to the formation of brushite, monetite and hydroxyapatite. Likewise, the increase of NTC in the polymeric matrices decreases the local surface potentials, which favors cell adherence and the morphology of the nuclei of human osteosarcoma cells (HOS) in most cases. When different concentrations of NTC functionalized with FC are added to polymer matrices, changes in roughness, surface potential, and piezo response are induced, finding that surfaces such as COL/FC/NTC substantially improve the cell adhesion process especially at high concentrations of NTC.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001339205
dc.description.degreelevelDoctorado
dc.description.degreenameDoctor en Ingeniería de Materiales
dc.description.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?hl=es&user=roIKGRsAAAAJ
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5858-0082
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9594
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programDoctorado en Ingeniería de Materiales
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBiomaterial
dc.subjectCerámicos cálcicos
dc.subjectPolicaprolactona
dc.subjectColágeno
dc.subjectCélulas HOS
dc.subject.keywordBiomaterial
dc.subject.keywordCalcium Ceramics
dc.subject.keywordPolycaprolactone
dc.subject.keywordCollagen
dc.subject.keywordHOS Cells
dc.titleRecubrimientos de cerámicos cálcicos, policaprolactona y colágeno reforzados con nanotubos de carbono multipared para uso en ortopedia
dc.title.englishCalcium ceramics coatings, polycaprolactone and collagen reinforced with multiwall carbon nanotubes for use in orthopedics
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado
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