Tesis doctoral de Román Pérez Antoñanzas
Cuando la regeneración ósea es necesaria, los injertos de hueso natural son ampliamente utilizados. Son la mejor opción debido a que presentan la misma composición que el hueso, contienen células vivas con potencial osteogénico, factores de crecimiento que inducen la diferenciación de las células a osteoblastos y proteínas de la matriz extracelular que facilitan la regeneración ósea. A pesar de esto, este sistema presenta algunos inconvenientes, tales como el dolor, morbidez, posible transmisión de enfermedades en algunos casos, al igual que una disponibilidad limitada. Por ello, los injertos de hueso sintético son uno de los principales objetivos de la investigación en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos. Esta nueva disciplina se basa en el desarrollo de nuevos biomateriales y en la comprensión de las interacciones entre las células y los materiales con el fin de incrementar la regeneración ósea. la presente tesis se centra en materiales basados en los cementos de fosfato de calcio (cpc). Los cpc tienen la habilidad de transformar una pasta inyectable formada por fosfatos de calcio, en una fase similar a la del hueso, que es la hidroxiapatita. Los cpc son bien conocidos por sus propiedades de osteoconductividad. Sin embargo, estos se pueden mejorar des de un punto de vista biológico y pueden ser procesados con el fin de obtener nuevos materiales con nuevas morfologías y aplicaciones. Por ello, la incorporación de colágeno en estos cpc fue pensada como una manera de incrementar el comportamiento biológico. Se estudiaron nuevas rutas de procesado, al igual que sus aplicaciones. La tesis está dividida en tres partes: i) cementos compuesto inyectables; ii) andamios compuestos macroporosos para ingeniera de tejidos y iii) microtransportadores compuestos. en la primera parte, se describe la fabricación del cemento de fosfato de calcio compuesto y la caracterización físico-química y morfológica del material. Se observa que la reacción de fraguado se retrasa en presencia del colágeno durante los minutos iniciales de reacción. Sin embargo, después de solamente una hora, se observa como la presencia de colágeno no afecta a la cinética de reacción ni al producto final de reacción. La presencia del colágeno incrementa la inyectabilidad de los cementos, mientras que las propiedades mecánicas bajan al incrementar la concentración de colágeno. Desde un punto de vista biológico, la incorporación de colágeno resulta en un incremento de la adhesión celular inicial y un incremento de la proliferación celular. En la segunda parte, se fabrican andamios macroporosos de colágeno con cpc. Estos andamios se preparan a través de la liofilización de mezclas de colágeno y cpc. Se incorporan diversas cantidades de cpc en los andamios. Cuando se cultivan células mesenquimales en los andamios, se ve que a medida que se incrementa la cantidad de cpc en el andamio, la diferenciación celular se incrementa, mientras que la proliferación disminuye. Los andamios se pueden mejorar mediante la incorporación de un gen para expresar la proteína bmp-7 con el fin de incrementar la osteoinducción. Los resultados muestran que al aumentar la cantidad de gen incorporado en el andamio, se incrementa la producción de bmp-7, aunque este incremento va asociado con un incremento en la proliferación celular. En la tercera y última parte, se fabrican microtransportadores esféricos que contienen gelatina o colágeno mediante la reacción de fraguado del cpc en una emulsión de agua en aceite. La emulsión y la composición del cpc se pueden ajustar con el fin de controlar las propiedades finales de los microtransportadores. La caracterización in vitro de los microtransportadores revela que bajo condiciones de cultivo estáticas y dinámicas, los microntransportadores son capaces de soportar adhesión celular, proliferación y diferenciación.
Datos académicos de la tesis doctoral «New processing and applications of collagen containing calcium phosphate cements«
- Título de la tesis: New processing and applications of collagen containing calcium phosphate cements
- Autor: Román Pérez Antoñanzas
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 22/07/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- María Pau Ginebra Molins
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Francisco javier Gil mur
- jordi Franch serracanta (vocal)
- nicholas Dunne dunne (vocal)
- george Altankov (vocal)