I. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS.

Transcripción

1 I. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS. 1

2 I.1. Justificación. Los compósitos son materiales constituidos por más de un componente, los cuales se diferencian en función, forma o composición a escala microscópica, manteniendo sus propiedades individuales, permitiendo la obtención de materiales con mejores propiedades que los componentes originales. En la actualidad los materiales que constituyen nuestra vida diaria son principalmente compósitos, y muy pocos pueden considerarse como materiales puros. Estos materiales han sido estudiados e investigados buscando nuevas propiedades y posibles usos, entre ellas se encuentra el desarrollo de compósitos con cualidades biocompatibles, es decir, materiales que pueden funcionar en sistemas biológicos; estos también son llamados biomateriales. Los biomateriales son cualquier tipo de sustancias (diferentes a medicamentos) o combinación de sustancias, de origen sintético o natural, los cuales pueden ser usados por determinado periodo de tiempo, como sustituto completo o parcial de un sistema el cual trata, aumenta o remplaza cualquier tejido, órgano o función del cuerpo de forma biocompatible 1. La biocompatibilidad es la habilidad de una sustancia de tener una respuesta adecuada al huésped en el que fue implantado para su función específica 2. Dicha respuesta incluye la resistencia a la coagulación sanguínea, resistencia a la colonización bacteriológica, y la recuperación normal y sin complicación 3. Los biomateriales se usan en la fabricación de prótesis, constituidos dependiendo de su función, sistema a reemplazar, tiempo de contacto, ataques químicos, bioquímicos o mecánicos a los que puede ser expuesto. Por ello se han desarrollado biomateriales metálicos, cerámicos, poliméricos, biológicos y compuestos. 2

3 El tejido óseo es uno de los sistemas más susceptibles al implante de este tipo de materiales. Formado de un tejido conjuntivo especializado, cuya composición, organización y dinámica le permiten aportar una función mecánica de soporte y participar en la estabilización mineral del organismo. Es el único tejido del organismo que al ser dañado es capaz de regenerarse por medio de la creación de un tejido exactamente igual al original. De esta manera, cuando el hueso presenta lesiones, ya sea por fracturas u otros defectos, se ponen en marcha los mecanismos osteoformadores, con la finalidad de restaurar el tejido óseo en el lugar de la lesión. Sin embargo, en las pérdidas mayores de masa tisular se hace necesario recurrir al aporte de sustitutos óseos para la reparación 4. Cualquier biomaterial para sustitución o reparación ósea debe cumplir con dos requerimientos principales: tener buena resistencia mecánica y una porosidad adecuada, lo cual le permita cumplir su función en el lugar de la lesión y apoyar los mecanismos biológicos de regeneración. La hidroxiapatita, Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2, es un cerámico de fosfato de calcio de gran interés en aplicaciones biomédicas, debido a la similitud de este compuesto con el material que componen los huesos. Esta semejanza química permite la unión directa entre este compuesto y el hueso. Por tal razón, se han desarrollado numerosas técnicas para su síntesis, destacando entre ellas el método sol-gel, como una de las rutas más ventajosas. Sin embargo, la hidroxiapatita sintética presenta propiedades mecánicas pobres, de tal forma que su uso se ha destinado principalmente a recubrir otros materiales con propiedades mecánicas más resistentes. Uno de los minerales de refuerzo más importantes es la wollastonita, un silicato de calcio que se encuentra en forma natural con formula molecular CaSiO 3, el cual es un material biocompatible y con características bioactivas, semejantes a las de la hidroxiapatita, que se ha utilizado con gran eficiencia como fase de refuerzo de muchos materiales compuestos. Asimismo, la quitosana de formula química [poli 3

4 (1-4)-β-D-glucosamina], ha sido ampliamente utilizada por sus propiedades biocompatibles, y su capacidad de apoyar en la correcta regeneración ósea. Por tal razón, el uso de ambos en la conformación de un material compuesto de hidroxiapatita-wollastonita-quitosana, pueden aportar buena resistencia mecánica así como apropiadas propiedades bioactivas apropiadas, las cuales se conjugan en una buena eficiencia de este nuevo material. I.2. Objetivo General. Sintetizar y caracterizar un biomaterial compuesto de wollastonita-hidroxiapatitaquitosana, con potencialidades de uso en lesiones del tejido óseo. I.3. Objetivos Particulares. Para lograr tal objetivo se plantean los siguientes objetivos particulares: Producir hidroxiapatita mediante la técnica sol-gel, utilizando como precursores acetato de calcio y trietil fosfato en medio acuoso y caracterizarla estructuralmente. Producir un compósito de hidroxiapatita-wollastonita con 50% en peso de hidroxiapatita y 50% en peso de wollastonita natural de alta pureza, incorporándola en una de las etapas del proceso sol-gel, con el propósito de que actúe como agente de refuerzo para mejorar las propiedades mecánicas de la hidroxiapatita en el producto. Producir una serie de compósitos de hidroxiapatita-wollastonita-quitosana, con diferentes porcentajes en peso de quitosana, con el objetivo de incrementar la bioactividad del material. 4

5 Evaluar las características químicas y morfológicas de los compósitos sintetizados. Con los resultados obtenidos se tendrá un nuevo material biocerámico formulado a base de hidroxiapatita-wollastonita-quitosana, producido a partir de una técnica sencilla y práctica, con reactivos relativamente baratos, el cual puede tener la posibilidad de ser usado como un biomaterial para sustituir y/o regenerar lesiones en el tejido óseo. 5