Estudio experimental de diferentes combinaciones de biomateriales con matriz de ácido poliláctico en fabricación aditiva con fines biomédicos
- Autores: Ricardo Donate González
- Directores de la Tesis: Mario Monzón Verona (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ilaria Cacciotti (presid.), Rubén Paz Hernández (secret.), Sandra Pina Almeida (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingenierías Química, Mecánica y de Fabricación por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: acceda
- Resumen
El objetivo principal de esta tesis es proponer y evaluar diferentes estrategias que permitan obtener estructuras soporte (scaffolds) mediante fabricación aditiva, basadas en el empleo de una matriz de ácido poliláctico (PLA) y destinadas a su aplicación biomédica.
El PLA se ha utilizado ampliamente como material base para la fabricación de scaffolds en el campo de la Ingeniería de Tejidos aplicada a la regeneración de hueso, principalmente debido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad, propiedades mecánicas adecuadas, perfil de degradación ajustable y buena procesabilidad mediante técnicas de fabricación aditiva. La aplicación biomédica de los scaffolds de PLA, sin embargo, se ve obstaculizada por la baja hidrofilicidad de su superficie, la falta de grupos reactivos en su estructura química de cadena y la liberación de subproductos ácidos durante su degradación, lo que podría conducir a una fuerte respuesta inflamatoria y afectar la regeneración del tejido.
Los métodos propuestos para contrarrestar estos inconvenientes y mejorar la biofuncionalidad de los scaffolds de PLA incluyen: 1) la incorporación de aditivos a la matriz de PLA; 2) la aplicación de tratamientos superficiales a la estructura polimérica y 3) la aplicación de recubrimientos bioactivos. Las publicaciones científicas derivadas de esta tesis doctoral cubren las estrategias mencionadas, proponiendo métodos experimentales para mejorar las propiedades de los scaffolds base de PLA obtenidos mediante fabricación aditiva y destinados a la regeneración de tejido óseo. Estos trabajos suponen el núcleo central del trabajo desarrollado, justifican la unidad temática y permiten la presentación de la presente tesis bajo la modalidad de tesis por compendio de publicaciones.
La fabricación, caracterización y evaluación de scaffolds composite de base PLA para regeneración de hueso se aborda con los trabajos “Comparison between calcium carbonate and β-tricalcium phosphate as additives of 3D printed scaffolds with polylactic acid matrix” y “Enzymatic degradation study of PLA-based composite scaffolds”, publicados en las revistas Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine y Reviews on Advanced Materials Science, respectivamente. Por su parte, el efecto de diferentes tratamientos superficiales aplicados a los scaffolds de PLA se evaluó en el trabajo “On the effectiveness of oxygen plasma and alkali surface treatments to modify the properties of polylactic acid scaffolds”, actualmente en revisión. Finalmente, la publicación “Evaluation of Aloe Vera Coated Polylactic Acid Scaffolds for Bone Tissue Engineering” en la revista Applied Sciences se centró en el estudio de un recubrimiento innovador basado en la incorporación de compuestos bioactivos de extractos de Aloe vera. El marco teórico de las publicaciones mencionadas anteriormente se presenta en el artículo de revisión titulado “Additive manufacturing of PLA-based scaffolds intended for bone regeneration and strategies to improve their biological properties”, publicado en la revista e-Polymers.
Los resultados obtenidos confirman el potencial de los scaffolds de base PLA obtenidos por fabricación aditiva para su aplicación biomédica. Las modificaciones propuestas generan un incremento de la biofuncionalidad de las estructuras, lo que las convierte en candidatos de interés para aplicaciones de regeneración de tejidos óseos.
