Desarrollo de un cemento de fosfato de calcio macroporoso: influencia de la macroporosidad y de la microestructura en el comportamiento biológico

Abstract

Los cementos de fosfato de calcio son biomateriales utilizados para la regeneración ósea. En esta tesis doctoral se estudia la influencia de la microestructura y la macroporosidad en el comportamiento biológico de un cemento de fosfato de calcio.

En la primera parte, se caracterizaron las propiedades físico-químicas y superficiales de dos sustratos de apatita deficiente en calcio con diferente microestructura obtenidos a partir de un cemento de fosfato de calcio (CPC) cuyo principalmente componente es el fosfato tricálcico en fase $\alpha$. % con dos distribuciones de tamaño de partícula distintos. Se estudió la influencia de la microestructura en el comportamiento celular y la adsorción de proteínas como la albúmina, la fibronectina y la lisozima. El uso de dos agentes desorción (EDTA y SDS) permitió evidenciar la influencia de la morfología y tamaño de los cristales de apatita en la fuerza de adhesión de las proteínas estudiadas. Los cultivos celulares con la línea MG-63 mostraron el efecto de la microestructura y el intercambio iónico sobre la proliferación celular. Se observó asimismo una estimulación en la diferenciación celular en uno de los sustratos que fue atribuido a un efecto de la topografía.

En la segunda parte, se desarrolló un cemento macroporoso inyectable para aplicaciones médicas, utilizando como agente espumante una solución proteica de albumen. Se optimizó la obtención de la macroporosidad a partir de variables como: la distribución del tamaño de partícula, la relación entre la fase sólida y la fase líquida, la cantidad de agente espumante y la adición de un agente de cohesión como el alginato de sodio para posibilitar su inyección directa en el lugar de implantación.

Por último, se demostró mediante estudios \emph{in vivo} en fémur de conejos un mayor potencial de regeneración ósea por parte del cemento macroporoso en comparación con su homólogo microporoso, al obtenerse una mayor cantidad de tejido óseo y una mayor reabsorción en el cemento macroporoso.