Espumas inyectables de hidroxiapatita obtenidas por el método de espumado de la fase líquida de un cemento de fostato tricálcico alfa

Tesis doctoral de Edgar Benjamín Montufar Jiménez

Actualmente existe un gran número de lesiones y enfermedades que afectan el tejido óseo. el  origen de estos problemas es diverso y su tratamiento también es diferente en cada caso. uno  de  los  principales  problemas  es  la  pérdida  de  masa  ósea,  que  puede  ser  causada  por  la  reabsorción  de  hueso,  fracturas  o  extirpación  de  tumores;  en  estos  casos  el  tratamiento  requiere de un material de relleno óseo. se espera que este material de relleno sea capaz de  promover  la  regeneración  de  hueso;  los materiales  que  cumplen  con  este  requisito  se  les  denomina  injertos  óseos. otras  aplicaciones  de  los  injertos  óseos  son  el  aumento  de  hueso  para corregir deformaciones o para  fijar  implantes dentales u ortopédicos. se estima que en  europa  los  sustitutos  óseos  se  utilizan  en  un  millón  de  cirugías  anualmente.  el  mercado  mundial de estos materiales se estima en cinco billones de euros con una tasa de crecimiento  anual de 8-15 %.  la hidroxiapatita, que corresponde a la fase mineral de hueso y dientes,  es uno de los mejores  materiales  utilizados  en  el  desarrollo  de  injertos  óseos  sintéticos.  las  bioactividad  y  osteoconductividad de la hidroxiapatita son la razón de su éxito. sin embargo, la hidroxiapatita  es relativamente estable, por ello,  los bloques sólidos no son reabsorbidos a largo plazo. para  incrementar  la reabsorción de  la hidroxiapatita, y permitir  la formación de nuevo hueso hacia  su  interior,  se  incorporan  macroporos  abiertos  en  el  material,  mejorando  también  la  osteointegración del  implante. un método para  conseguir  lo anterior es el espumado de  los  cementos de fosfatos de calcio; este enfoque tiene la ventaja de que la hidroxiapatita obtenida  después  del  fraguado  del  cemento  es  más  similar  a  la  hidroxiapatita  biológica  que  las  hidroxiapatitas sinterizadas. además, debido a que  los cementos son  inyectables cuando son  una pasta, es posible obtener injertos óseos inyectables, macroporosos y autoconsolidables.   el objetivo de  la presente  tesis es desarrollar espumas  sólidas de hidroxiapatita a  través del  método de espumado de la fase líquida de un cemento de fosfato de calcio. se espera que las  espumas obtenidas puedan ser utilizadas como injertos óseos inyectables y autoconsolidables  bajo  condiciones  fisiológicas.  a  lo  largo  de  la  tesis  se  estudian  dos  tipos  de  agentes  espumantes.  en  primer  lugar,  el  surfactante  no  iónico  tween  80  se  estudia  como  agente  espumante sintético, en segundo lugar, la gelatina, el alginato de sodio y el extracto de soja se  estudian  como  agentes  espumantes  naturales.  estos  polímeros  se  proponen  como  agentes  espumantes con  la  intención de obtener espumas compuestas que  imiten  la composición y  la  estructura del nanocompuesto natural que es el tejido óseo.   los  resultados  mostraron  que  es  posible  obtener  espumas  inyectables  de  hidroxiapatita  empleando  contenidos  de  tween  80  por  debajo  de  la  dosis  máxima  recomendada  en  administración parenteral. también se comprobó que la gelatina y el extracto de soja permiten  obtener espumas inyectables y autofraguables in situ. por el contrario, el alginato de sodio no  mostró  ser  un  buen  agente  espumante.  al  comparar  los  dos  tipos  de  agentes  espumantes  estudiados (sintético y natural) se puede concluir que el espumante sintético tween 80 es más  eficiente que los espumantes naturales; no obstante, la gelatina y el extracto de soja mejoran  la  inyectabilidad  y/o  la  cohesión  de  las  espumas,  ambas  propiedades  indispensables  para  utilizar estos materiales como injertos óseos inyectables y autoconsolidables.  los estudios  in vitro e  in vivo mostraron que  las espumas obtenidas de hidroxiapatita no son  toxicas, que pueden ser preparadas bajo condiciones estériles dentro del quirófano sin equipos  especiales,  y  que  las  espumas  seleccionadas  tienen  cohesión  para  endurecer  in  situ  bajo  condiciones  fisiológicas,  adaptando  la  forma  y  rellenando  perfectamente  el  defecto  cuando  son implantadas por inyección.

Datos académicos de la tesis doctoral «Espumas inyectables de hidroxiapatita obtenidas por el método de espumado de la fase líquida de un cemento de fostato tricálcico alfa«

• Título de la tesis:  Espumas inyectables de hidroxiapatita obtenidas por el método de espumado de la fase líquida de un cemento de fostato tricálcico alfa
• Autor:  Edgar Benjamín Montufar Jiménez
• Universidad:  Politécnica de catalunya
• Fecha de lectura de la tesis:  26/07/2010

Dirección y tribunal

• Director de la tesis
  • María Pau Ginebra Molins
• Tribunal
  • Presidente del tribunal: josep antoni Planell estany
  • María cristina Piña barba (vocal)
  • tania Valentinova traykova (vocal)
  • luigi Ambrosio (vocal)