Recubrimientos biocompatibles de Hidroxiapatita-Titania obtenidos mediante Proyección Térmica de Alta Velocidad (HVOF)
- Autores: Hortensia Melero Correas
- Directores de la Tesis: Francisco Javier Fernandez Gonzalez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Fernando Jorge Monteiro Mendes (presid.), Sergi Dosta Parras (secret.), Natàlia Garcia Giralt (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TDX Dipòsit Digital de la UB
- Resumen
Desde hace décadas se implantó el uso en la industria de recubrimientos biocompatibles de hidroxiapatita obtenidos mediante proyección plasma sobre prótesis metálicas. El objetivo de estos recubrimientos es mejorar el enlace tejido óseo-prótesis, de manera que la movilidad de la prótesis sea mínima y se eviten fallos prematuros de ésta. Pero numerosos estudios realizados desde entonces han mostrado las limitaciones de estos recubrimientos por la degradación térmica que lleva tanto a la formación de fases nocivas como a una rápida disolución del recubrimiento por la presencia de fases amorfas. Por esta razón, de entre las diferentes posibilidades que se podían considerar para resolver estos problemas, se ha escogido la adición de un 20% de TiO2 a la hidroxiapatita en la mezcla inicial, combinada con la sustitución de la proyección plasma por proyección térmica de alta velocidad (HVOF). La tesis considera en primer lugar la amplia caracterización de los recubrimientos obtenidos –sobre sustratos de TiAlV-, comparándolos con recubrimientos de otras composiciones u obtenidos mediante proyección plasma. La caracterización mecánica, que considera tanto propiedades de adherencia como de tenacidad a fractura o desgaste, entre otras, permite observar que la combinación escogida presenta iguales o mejores propiedades que otras (como 100% hidroxiapatita o 60%hidroxiapatita-40%titania). De entre las condiciones de proyección consideradas para el caso 80-20, la que presenta más compactación y menor cantidad de fases amorfas es la que mejores propiedades mecánicas presenta. Los ensayos electroquímicos, que comparan este mejor caso 80-20 con recubrimientos 100%hidroxiapatita y con sustratos sin recubrir, muestran que la adición de TiO2 en la mezcla inicial multiplica prácticamente por cuatro la duración de la funcionalidad del recubrimiento en condiciones fisiológicas. Por último, los ensayos in vitro realizados a los cuatro casos 80-20 muestran que el comportamiento celular en superficie es bueno en general, pero que los casos que presentan peores resultados son los de menor cantidad de fases amorfas; es decir, los que mejores propiedades mecánicas presentaban. De ahí la segunda consideración de la tesis: estudiar tratamientos que pudieran mejorar el comportamiento osteoblástico en la superficie de estos últimos recubrimientos o añadirle una funcionalidad biológica extra. Dos vías han sido las elegidas: la comparación entre tratamientos alcalinos y con colágeno, para evaluar cuál de los dos resulta más adecuado para mejorar la bioactividad del recubrimiento; y la comparación entre la adición de ZnO y el tratamiento con gentamicina para otorgarle una función bactericida al recubrimiento. El análisis de estas dos vías ha permitido llegar a dos conclusiones interesantes: el tratamiento con colágeno mejora sustancialmente la viabilidad y sobre todo, la diferenciación de los osteoblastos en superficie; y el tratamiento con gentamicina mejora las propiedades bactericidas del propio recubrimiento, tanto para bacterias Gram-positivas como Gram-negativas. Así, se puede concluir que los recubrimientos 80-20 estudiados son una buena opción de cara a sustituir a los utilizados industrialmente, especialmente los de mejores propiedades mecánicas. Y los dos tratamientos escogidos al final de la tesis (colágeno y gentamicina) resultan ser dos vías muy prometedoras para proseguir el estudio de la mejora de la funcionalidad biológica en los recubrimientos para prótesis.
