Implantes de fosfato tricálcico fabricados mediante impresión 3D para la regeneración ósea en un modelo animal

• Autores: Jose Javier Llorente Pérez
• Directores de la Tesis: Luis Manuel Junquera Gutiérrez (dir. tes.), Santiago Llorente Pendás (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Oviedo ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 110
• Tribunal Calificador de la Tesis: Lorena Gallego López (presid.), Marcos Pérez Basterrechea (secret.), Arturo Bilbao Alonso (voc.), Verónica García Díaz (voc.), María Álvarez Viejo (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Salud por la Universidad de Oviedo
• Materias:
  • Ciencias médicas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: RUO
• Resumen

  • Introducción. La regeneración ósea requiere una matriz tridimensional que sirva de soporte para la proliferación celular y la deposición de sustancia osteoide antes de su mineralización. Las cerámicas como la hidroxiapatita (HA) o el ß-fosfato tricálcico (ß-TCP), al ser similares al componente inorgánico del hueso, son biocompatibles y osteoconductivas. Las tecnologías aditivas permiten fabricar andamios personalizados con estructuras porosas internas. El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial regenerativo de una matriz cerámica creada por fabricación aditiva, con las dimensiones exactas del defecto a tratar, analizada in vitro e in vivo en ratas Wistar. Material. Se empleó LithaBone TCP 300 (Lithoz GmbH, Viena), una suspensión fotosensible con partículas de beta fosfato tricálcico. La impresión 3D se realizó con una CeraFab 8500 (Lithoz). Método. Se diseñó un scaffold poroso simulando hueso trabecular, con poros de 500 micras e interconexiones, y un índice de porosidad del 75-80%. Se crearon cuatro geometrías internas (A-D) mediante CAD (SolidWorks). Las muestras se probaron en tracción con DMA RSA3 (TA). Para estudios in vitro, se aislaron células madre mesenquimales (AD-MSC) de tejido adiposo de ratas Wistar, que se sembraron sobre las matrices y se incubaron entre 3 h y 7 días antes del análisis con Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y microanálisis EDX de calcio y fósforo. Se evaluó también la fosfatasa alcalina para confirmar diferenciación osteoblástica. Los estudios in vivo siguieron normas ARRIVE, usando 42 ratas Wistar divididas en cuatro grupos: C (control): sin injerto ni membrana (n=6); M: con membrana de colágeno (n=7); S: con scaffold cerámico (n=8); SM: con scaffold y membrana (n=9). Las mandíbulas se analizaron a los 3 y 6 meses mediante histología y micro-CT (SkyScan 1174) para evaluar hueso nativo y neoformado. Se usó SPSS 27 para análisis estadístico. Resultados. El modelo D fue descartado por dificultades de fabricación. El modelo A (esferas de ß-TCP interconectadas) mostró los mejores resultados: resistencia a tracción de 285295 MPa, flexión 8591 MPa y módulo de Young de 73,4 GPa. El MEB reveló una microestructura porosa de 500 micras con buena interconexión periférica. Las células AD-MSC se adhirieron y proliferaron bien, formando matriz extracelular y depósitos minerales. Histológicamente, no hubo neoformación ósea en el grupo C. El grupo SM mostró mayor regeneración. Los valores de BMD y BV/TV fueron superiores en hueso nativo, aunque las diferencias significativas se observaron en BV/TV y Tb.N. a favor del grupo S. A los 6 meses, el hueso neoformado mostró mayor BMD, siendo esta diferencia estadísticamente significativa. Conclusiones. La fabricación aditiva de matrices de ß-TCP con diseño paramétrico permitió una regeneración ósea moderada. Aunque las geometrías complejas pueden presentar limitaciones, los resultados histológicos y micro-CT respaldan su posible aplicación clínica. Se recomienda avanzar en la mejora de técnicas de fabricación y realizar estudios clínicos a largo plazo para validar su seguridad y eficacia en humanos.