Comparación in vitro de la biocompatibilidad de sustratos de titanio biofuncionalizados con Alginato vs sustratos recubiertos con hidroxiapatita
Autor: Gutiérrez Acosta, Carlos Andrés
Asesor: Prieto Suarez, Edgar (Thesis advisor)
Fecha: 2015
Programa: Bogotá - Medicina - Especialidad en Anestesiología y Reanimación
Facultad: Facultad de Medicina

Resumen: Este estudio presenta los resultados de las pruebasin vitrode la biocompatibilidad  de sustratos de titanio biofuncionalizados con diferentes tipos de recubrimientos.  Se identificaron los parámetros de recubrimiento mediante electroespraypara los  grupos de hidroxiapatita, alginato yun compuesto hidroxiapatita/alginato. Se realizó  caracterización morfológica con microscopia electrónica de barrido (SEM) y  perfilometria. Posteriormente se evaluó la biocompatibilidad a través de la prueba  de apatita bone- like por medio de un fluido corporal simulado y los resultados se  observaron a través de difracción de rayos X (DRX). Se muestra en el análisis de  DRXque para todos los grupos evaluados hubo formación de apatita, sin embargo  teniendo en cuenta las características morfológicas y químicas,el compuesto  hidroxiapatita/alginato presento mejores resultados sobre los sustratos de titanio.  Adicionalmente se observa que el recubrimiento del alginato potencia las  características bien conocidas que presenta los recubrimientos de hidroxiapatita.  Por lo anterior se considera que estos revestimientos compuestos podría tener  aplicaciones potenciales en el campo de la ingeniería de tejidos para servir de  vehículo y espaciadores en la entrega de factores de crecimiento, medicamentos,  que pueden impulsar efectivamente la regeneración ósea y mejorar la  oseointegración de los implantes dentales.

Comparación in vitro de la
biocompatibilidad de sustratos de titanio
biofuncionalizados con Alginato vs
sustratos recubiertos con hidroxiapatita
Carlos Andrés Gutiérrez Acosta
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Odontología, Especialidad en Cirugía Oral y Maxilofacial
Bogotá, Colombia
2015Comparación in vitro de la
biocompatibilidad de sustratos de titanio
biofuncionalizados con Alginato vs
sustratos recubiertos con hidroxiapatita
Carlos Andrés Gutiérrez Acosta
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de:
Especialista en Cirugía Oral y Maxilofacial
Directora:
Dianney Clavijo Grimaldo
Médica Cirujana, Msc Ingeniería Biomédica, Ph.D Ingeniería Ciencia y Tecnología
de Materiales Universidad Nacional de Colombia
Línea de Investigación:
Comparación in vitro de la biocompatibilidad de sustratos de titanio
biofuncionalizados con Alginato frente a sustratos recubiertos con hidroxiapatita
CódigoHermes: 26727
Grupo de investigación:
Ciencia de materiales y superficies, Universidad Nacional
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Odontología, Especialidad en Cirugía Oral y Maxilofacial
Bogotá, Colombia
2015Nota de aceptación:
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Firma del presidente del jurado
___________________________
Firma del jurado
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Firma del jurado
Bogotá, D.C., 6 de noviembre de 2015
3“La ciencia pura no permanece pura indefinidamente. Tarde o temprano, suele
convertirse en ciencia aplicada y finalmente en tecnología”.
AldousHuxley
4Agradecimientos
En primer lugar quiero agradecerle a Dios por haberme guiado en este camino, a
cada uno de los que son parte de mi familia, a mi padre Carlos Gutiérrez, a mi
madre Adíela Acosta y a mi hermana Diana Marcela. Quienes a lo largo de toda
mi vida han apoyado y motivado mi formación académica. Por siempre haberme
dado su fuerza y apoyo incondicional para llegar hasta donde estoy ahora.
Mis más sinceros agradecimientos a la Dra. Dianney Clavijo mi directora de tesis
quién me colaboro en todo momento, que con su ayuda desinteresada y
me brindó información relevante.
A todas aquellas personas que, de alguna forma, formaron parte de este proyecto
de investigación:
El Dr. Carlos Paucar quien apoyo este proyecto de investigación con la obtención
de la hidroxiapatita.
Al doctor Dionisio Malangón, del Instituto biotecnología de la Universidad Nacional
por su valioso aporte en la obtención dela solución de alginato.
Al doctor Norberto Calvo vicedecano de odontología de la universidad nacional por
la facilitación del horno para el tratamiento térmico de los sustratos en el
laboratorio dental.
Al doctor Emeterio Cruz vicerrector de investigación de la universidad ECCI por
facilitar el equipo de microscopio electrónico barrido para la realización de la
caracterización morfológica.
5A rosa Julieth Cifuentes técnica operativa del laboratorio de difracción de RX
facultad de ciencias y al departamento de física de la universidad nacional de
Colombia por el espacio para realizar los análisis en el perfilometro y en el equipo
de difracción de rayos X.
Finalmente un eterno agradecimiento a la universidad Nacional de Colombia que
me abrió las puertas y me permitió obtener las habilidades para desarrollar
idóneamente mi vida profesional y desarrollar mi trabajo de grado.
6Resumen
Este estudio presenta los resultados de las pruebasin vitrode la biocompatibilidad
de sustratos de titanio biofuncionalizados con diferentes tipos de recubrimientos.
Se identificaron los parámetros de recubrimiento mediante electroespraypara los
grupos de hidroxiapatita, alginato yun compuesto hidroxiapatita/alginato. Se realizó
caracterización morfológica con microscopia electrónica de barrido (SEM) y
perfilometria. Posteriormente se evaluó la biocompatibilidad a través de la prueba
de apatita bone- like por medio de un fluido corporal simulado y los resultados se
observaron a través de difracción de rayos X (DRX). Se muestra en el análisis de
DRXque para todos los grupos evaluados hubo formación de apatita, sin embargo
teniendo en cuenta las características morfológicas y químicas,el compuesto
hidroxiapatita/alginato presento mejores resultados sobre los sustratos de titanio.
Adicionalmente se observa que el recubrimiento del alginato potencia las
características bien conocidas que presenta los recubrimientos de hidroxiapatita.
Por lo anterior se considera que estos revestimientos compuestos podría tener
aplicaciones potenciales en el campo de la ingeniería de tejidos para servir de
vehículo y espaciadores en la entrega de factores de crecimiento, medicamentos,
que pueden impulsar efectivamente la regeneración ósea y mejorar la
oseointegración de los implantes dentales.
Palabras clave: Alginato, Titanio, Hidroxiapatita, Electrospray
7Abstract
This present study involves the results of in vitro tests of the biocompatibility of
titanium substrates bio-functionalized with different types of coatings. The coating
parameters through electrospray for groups of hydroxyapatite, alginate and a
hydroxyapatite/alginate compound were identified. The morphological
characterization was performed through scanning electron microscopy (SEM) and
profilometry. Subsequently, biocompatibility was evaluated by applying Bone
Apatite-Like Test through a simulated body fluid and the results are observed by X-
ray diffraction (XRD). The analysis XRD proved that apatite formation occurred for
all of the evaluated groups. However, the hydroxyapatite/alginate composite
showed better results on titanium substrates because of its morphological
characteristics. Furthermore, it has been demonstrated that the features of
hydroxyapatite coatings were powered by the alginate coating. Therefore, findings
revealed that such composite coatings could have many potential applications in
the field of tissue engineering so as to be used as spacers on growth factors,
prescription delivery; which can effectively boost bone regeneration and improve
osseointegration in dental implants.
Keywords:Alginate, Titanium, Hydroxyapatite, Electrospray
8Contenido
Resumen ............................................................................................................... 7
Lista de Figuras .................................................................................................. 11
Lista de Tablas ................................................................................................... 11
Lista de Símbolos y Abreviaturas ..................................................................... 13
Objetivos ............................................................................................................. 15
OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 15
Objetivos Específicos ................................................................................................................ 15
Introducción ........................................................................................................ 16
1. Marco Teórico ................................................................................................. 20
1.1 RUGOSIDAD SUPERFICIAL DE LOS IMPLANTES DENTALES ............................. 22
1.2 MODIFICACIONES QUÍMICAS DE LA SUPERFICIE ........................................... 25
1.3 BIOFUNCIONALIZACIÓN DE LA SUPERFICIE:................................................. 28
1.4 ELECTROSPRAYING O ELECTROSPRAY ...................................................... 30
1.5 ALGINATO .............................................................................................. 34
2. Materiales y Métodos ..................................................................................... 36
2.1 TIPO DE ESTUDIO: .................................................................................. 36
2.2 MATERIALES UTILIZADOS: ........................................................................ 36
2.3 PREPARACIÓN DE SUSTRATOS DE TITANIO: ................................................ 37
2.4 PROCESO DE ELECTRODEPOSICIÓN: ......................................................... 37
2.5 TRATAMIENTO TÉRMICO DE LOS SUSTRATOS .............................................. 39
2.6 ANÁLISIS DE BIOCOMPATIBILIDAD INDIRECTA .............................................. 40
2.7 CARACTERIZACIÓN DEL MATERIAL ............................................................ 41
2.8 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS ..................................................................... 42
3. Resultados ...................................................................................................... 43
3.1 ELECTRODEPOSICIÓN HIDROXIAPATITA ..................................................... 43
3.2 ELECTRODEPOSICIÓN ALGINATO............................................................... 44
93.3 ELECTRODEPOSICIÓN COMPUESTO HIDROXIAPATITA/ALGINATO .................... 47
3.4 CARACTERIZACIÓN ................................................................................. 49
3.4.1 Microscopio electrónico de barrido ................................................................................ 49
Titanio sin recubrimiento al SEM ............................................................................................. 49
3.4.2 Perfilometria ................................................................................................................... 51
3.5 Pruebas de biocompatibilidad ........................................................................................... 53
3.5.1 Prueba de biocompatibilidad control positivo (Apatita bone-like) ................................. 53
3.5.2 Prueba de biocompatibilidad control negativo (Adsorción proteinas) ........................... 57
4) Discusión ...................................................................................................... 60
4.1 PRUEBAS DE BIOCOMPATIBILIDAD ............................................................. 65
5. Conclusiones ............................................................................................... 74
6. Recomendaciones ....................................................................................... 75
Bibliografía .......................................................................................................... 76
10Lista de Figuras
Pág.
Figura 1: Figura 1.A. Diagrama esquemático de la configuración del
proceso de deposición electrospray (26). B. Suspensión líquida por medio
de electrospray en el modo de cono de chorroestable.(25)………………….. …….,…………..31
Figura 2: Montaje de Electrospray…………………………………………… …….…………..38
Figura3 : Sustratos recubiertos con hidroxiapatita………………….………… …….…………..43
Figura 4: Sustratos recubiertos con Solución de alginato……………………. …….…………..45
Figura 5: Ensayos de compuesto hidroxiapatita/alginato…………………….. …….…………..48
Figura 6: Sustratos recubiertos con compuesto
hidroxiapatita/alginato………………………………………….............................…….…….…….48
Figura7: Micrografía deSustrato de Ti sin recubrimiento al SEM…............. .……...…………50
Figura 8: Micrografía deSustrato con recubrimiento al SEM. 500x………... ..………………..50
Figura 9: Micrografía deSustrato con recubrimiento al SEM. 5000x………. ..………………..51
Figura 10: Grafica perfilométrica de grupo control.…………………………… .………………..52
Figura 11: Grafica perfilométrica de los sustratos con recubierto…………… .…...…………...52
Figura 12: DifractogramaA. sustratos con recubierto HA.
B. hidroxiapatita en polvo………………………………………………………… .………………...54
Figura 13: Difractograma prueba de apatita bone-like……………………….. .…...……………55
Figura 14: EDS, prueba adsorción de proteínas…………………….……….. .………………...57
Figura 15: SEM antes y después prueba adsorción de proteínas…………... …………………58
Figura 16: Mecanismo formación apatita bone-like…………………………... …………………67
11Lista de Tablas
Tabla 3-1-1: Parámetros de procesamiento de HA…………………………………44
Tabla 3-2-1: Ensayos de solución de alginato………………………………………45
Tabla 3-2-2: Parámetros de procesamiento de alginato …………………………..46
Tabla 3-3-1: Ensayos compuesto hidroxiapatita/alginato …………………..…….47
Tabla 3-3-2: Parámetros de procesamiento de compuesto…………………….…49
Tabla 3-5-1: prueba apatita bone-like, comparación de sustratos mediante
difracción rayos X…………………………………………………………………….…56
12Lista de Símbolos y Abreviaturas
Símbolos
Símbolo Término
Cm Centímetros
H Horas
HA Hidroxiapatita
H PO ÁcidoFosfórico
3 4
H SO ÁcidoSulfúrico
2 4
KV Kilovoltios
l/min Litrospor minuto
ml/h Mililitrosporhora
ml/min Mililitros por minuto
Ml Milimetros
Nm Nanometros
Ti Titanio
V Voltios
P Fosfato
Ca Calcio
MPa Megapascales
°C Grados centígrados
S Segundos
CP Fosfato de calcio
13Abreviaturas
Abreviatura Término
RX Rayos X
DRX Difracción de rayos X
BMP Proteína Morfogénica Óseas
Ca Calcio
HCa Apatita carbonatada
nHA Nano hidroxiapatita
ENSAB Estudio Nacional de Salud Bucal
SBF Fluido Corporal Simulado
SEM Microscopio Electrónico de Barrido
SFB Suero Fetal Bovino
TIcp Titanio Comercialmente Puro
TPS Titanium Plasma Spray
Federation of the European Producers of
FEPA
Abrasives
14Objetivos
Objetivo General
Determinar in vitro la biocompatibilidad de sustratos de titanio
biofuncionalizados con hidroxiapatita, alginato, compuesto
hidroxiapatita/alginato y sustrato sin biofuncionalizar.
Objetivos Específicos
• Establecer los parámetros para el recubrimiento mediante electrospray de
hidroxiapatita, alginato y compuesto hidroxiapatita/alginato sobre sustratos
de titanio.
• Realizar caracterización morfológica de los recubrimientos sobre los
sustratos de titanio mediante SEM y perfilometria
• Evaluar y comparar de manera indirecta la biocompatibilidad de los
sustratos de titanio modificados.
15Introducción
Según los resultados del Estudio Nacional de Salud Bucal del Ministerio de Salud
del año 1999 -ENSAB III, la población entre los 15 a 19 años tiene un 3,9% de
dientes perdidos por caries, las personas de 35 a 44 años un 8% y los mayores
de 55 años un 16,2%. La necesidad de rehabilitar pacientes con prótesis, fue de
un 22,3% para el maxilar superior y de un 46,6% para el maxilar inferior (1). En el
campo de la rehabilitación oral y la cirugía oral y maxilofacial existen múltiples
alternativas de tratamiento para rehabilitación de los dientes perdidos, entre ellos
se cuenta con la realización de implantes dentales oseointegrados como uno de
los procedimientos protésico-quirúrgico utilizados con más frecuencia y de mayor
éxito (2). La introducción de los implantes dentales inicio con el trabajo accidental
de Branemark en 1969, el observó que una pieza de titanio incrustado en el hueso
de conejo presento una fuerte unión con el tejido óseo y de difícil eliminación. Esto
llevó a una cuidadosa caracterización de la interface formada por el tejido óseo y
la superficie de implantes de titanio, demostrando la excelente oseointegración (3).
Los implantes dentales basados en el trabajo Branemark fueron introducidos en
1971 (4). En la actualidad existen múltiples investigaciones que han dado lugar a
un alto porcentaje de tasa de supervivencia y longevidad. Sin embargo, Se puede
deducir que el progreso en la oseointegración de implantes dentales ha sido lento
y gradual. Después de mas de 4 décadas se continua usando casi las mismas
aleaciones y protocolos descritos en las obras de Branemark (3)
16En el 2003, se realizaron más de 700.000 procedimientos de implantes dentales
en los Estados Unidos y más de 1,3 millones de procedimientos en Europa (5). La
tasa de éxito de los implantes dentales va del 90 al 95 % en múltiples estudios. El
porcentaje de fracaso es muy bajo, aproximadamente 5 %, en su mayoría
probablemente debido procesos infecciosos, el rechazo, la pérdida ósea acelerada
y la mala oseointegración que conllevan a la perdida del implante (6). La causa
más frecuente de fracaso es la formación ósea insuficiente alrededor del
biomaterial inmediatamente después de la implantación (3); Si la oseointegración
no es adecuada el organismo produce una respuesta inflamatoria a cuerpo
extraño, si esta se torna crónica, hay osteolísis y se altera la estabilidad a largo
plazo del implante dental. Como la superficie del implante es la que entra en
contacto con el tejido óseo, la naturaleza mecánica de la conexión hueso-implante
está influenciada en gran medida por las propiedades de su superficie (7).
El objetivo y la tendencia actual es la creación de nuevos implantes o la
regeneración de órganos completos, sin embargo debido a la enorme escala y la
complejidad global este objetivo esta mucho mas allá del alcance de la tecnología
actual, por lo tanto la necesidad de un implante sintético para hacer frente a
múltiples factores físicos y biológicos impone grandes restricciones sobre la
elección de materiales adecuados. La primera vía prometedora para solucionar lo
anterior es a través de la ingeniería de superficies, que incluye la topografía y/o
revestimientos a nanoescala para una mejor y más rápida oseointegración de los
implantes diseñados para funcionar durante toda la vida del paciente (3).
Una alternativa o estrategia complementaria es la BIOFUNCIONALIZACIÓN de la
superficie de implantes dentales la cual es definida como el injerto o producto
químico de tratamiento molecular de un implante o de recubrimiento de superficies
para mejorar la adhesión celular y promover la mineralización, la producción de
proteínas de la matriz y marcadores celulares (3). Para entender las funciones
especificas de las células y el proceso de oseointegración la nanotecnología nos
ofrece nuevas formas de interactuar con células y moléculas biológicas (8). Hay
17una fuerte creencia de que los materiales a nanoescala producirán una nueva
generación de materiales de implante con una alta eficiencia y alto volumen. La
nanoescala en el procesamiento de materiales es realmente una nueva frontera
(3). Existen múltiples medios físicos y químicos para lograr la modificación de
superficie de los implantes dentales, sin embargo no todos tienen la capacidad de
producir recubrimientos de tamaño nano, por lo tanto con una novedosa técnica
como el electrospray se pueden producir recubrimientos en los que puede
controlarse el espesor, composición química y porosidad, entre otras variables
(9).
La mayoría de los procesos de biofuncionalización del titanio se han
desarrollado desde 1990 siendo los recubrimientos con hidroxiapatita (HA) o
fosfato de calcio los más frecuentemente desarrollados y varios de ellos
comercializados. En recientes estudios Wang y colaboradores realizaron
revestimientos compuestos de alginato/quitosano capa por capa que fueron
preparados sobre sustratos de titanio a través de electrodeposición, observaron en
la prueba Indirecta de citotoxicidad in vitro no tuvieron efectos significativos sobre
la viabilidad celular. Por otra parte, el ensayo de citocompatibilidad exhibió que los
recubrimientos no eran tóxicos para las células L929. Sin embargo, los resultados
revelaron que el recubrimiento de alginato era más beneficio para el cultivo de
células de revestimiento de quitosano. Los resultados indicaron que el método
propuesto puede ser utilizado para fabricar revestimientos compuestos y estos
revestimientos podrían tener aplicaciones potenciales en campo de los andamios
de ingeniería de tejidos (10).
Al mismo tiempo Clavijo y colaboradores (11) encontraron que los recubrimientos
de solución de alginato sobre los sustratos de titanio presentaron viabilidad celular,
sin embargo en los análisis de la bioactividad celular mostraron que el
comportamiento celular no difiere de los sustratos de titanio sin recubrimiento.
Además se concluyó que a pesar de que las células mesenquimales son una
buena alternativa para evaluación de los recubrimientos, seria de mayor importe
18realizar los análisis de bioactividad con células ya diferenciadas en linaje óseo. A
su vez el alginato incorporado sobre el titanio puede servir de molécula de enlace
para la incorporación de medicamentos o factores bioactvos. Teniendo en cuenta
que los anteriores estudios conllevan a un gran aporte en el estado del arte de la
biofuncionalización de superficies, es innegable la necesidad de continuar
realizando estudios y experimentos que lleven a encontrar los parámetros ideales
para recubrimiento de titanio, realizar análisis de biocompatibilidad mas precisos
para así contribuir al desarrollo de los recubrimientos de titanio que induzcan a la
proliferación de células óseas y de esta manera lograr disminuir el inconveniente
en la falla de oseointegración de los implantes dentales.
191. Marco Teórico
En la actualidad nos encontramos direccionados a la producción de nuevos
implantes o la regeneración de órganos completos para la rehabilitación dental, sin
embargo los requisitos impuestos por la enorme escala y la complejidad global del
diseño están mucho más allá del alcance de la tecnología actual, por lo tanto se
hace necesario continuar mejorando los implantes sintéticos con los que contamos
para hacer frente a múltiples factores físicos y biológicos (3). El titanio
comercialmente puro TIcp y las aleaciones de titanio son actualmente los
materiales de elección para los implantes dentales (10),TIcp tiene varios grados de
pureza, que se clasifican de 1 a 4. La clasificación se relaciona con la resistencia a
la corrosión, ductilidad y fuerza. TICP grado 1 tiene la más alta pureza, la más alta
resistencia a la corrosión, formabilidad y la fuerza más baja, mientras que el grado
4 ofrece la máxima resistencia y conformabilidad moderado. La mayoría de los
implantes dentales están hechos de TICP grado 4 o grado 5 que es la aleación
Ti6Al4V (Titanio Aluminio, Vanadio) porque es más fuerte que los otros grados
(12).
El Ti forma una película protectora y estable de óxido. Esta película puede
proporcionar una excelente resistencia a la corrosión y pueden adsorber proteínas
e inducir la diferenciación de las células óseas (13), contradictoriamente la
corrosión también constituye una de las posibles causas de fracaso de los
implantes después de un éxito inicial, dado por la liberación de iones/partículas
que se presenta en el medio biológico (14). La integración de titanio al hueso es
20generalmente muy buena y habitualmente no produce una fibrointegración que
seria perjudicial para el éxito terapéutico. Sin embargo, hay algunas áreas de
preocupación con respecto al uso de titanio en las que se encuentra la estabilidad
a largo plazo, la respuesta de la cicatrización, así como la osteointegración de los
implantes dentales (13). La aleación de Ti puede presentar una oseointegración
insuficiente debido a su baja osteoconductividad y superficie subóptima,
resultando en el aumento del aflojamiento aséptico y el fracaso prematuro
subsiguiente de los implantes.
Con el fin de mejorar la osteointegración, reducir el tiempo necesario para cargarlo
y aumentar la tasa de éxito de los implantes de aleación de Ti, se han utilizado
diversos métodos de modificación de superficie. La incorporación de elementos
bioactivos como el calcio (Ca), silicio (Si), zinc (Zn) y estroncio (Sr) es el método
más utilizado y útil (15). Sin embargo los tratamientos químicos superficiales y
morfológicos actuales están controlados a nivel de micrones, pero la respuesta del
tejido es dictada principalmente por procesos controlados en nanoescala. La
comprensión y el control de las reacciones a nivel nano es la clave para el
desarrollo de nuevas superficies de implantes que eliminarán el rechazo,
promocionara adhesión e integración en el tejido circundante.
Por lo anterior los nuevos estudios de Bioingeniería e ingeniería de materiales
están encaminados la modificación de la topografía y/o revestimientos a
nanoescala. No existen pautas comúnmente aceptados para el diseño de las
topografías de superficie o la deposición de recubrimientos y la evidencia clínica
es a menudo contradictoria (3). En la actualidad a nivel mundial, hay 80 empresas
productoras de 220 diversos implantes dentales por lo que la comparación es a
menudo difícil (6).
211.1Rugosidad superficial de los implantes dentales
Se ha demostrado que la rugosidad de la superficie de los implantes de titanio
esta íntimamente relacionada con la fijación biomecánica y por consiguiente con la
tasa de oseointegración. Según las características de la escala de las rugosidades
de la superficie se puede dividir en tres niveles: topografías macro, micro y
nanométricas (16).
El nivel macro se define por las características topográficas en el rango de
milímetros a decenas de micras. Esta escala está directamente relacionada con la
geometría del implante, con el tipo de rosca y el tratamiento de superficie
macroporosa que dan rugosidad de la superficie de más de 10nm. Numerosos
informes han demostrado que tanto la fijación temprana y la estabilidad mecánica
a largo plazo de la prótesis se ven beneficiadas por un alta rugosidad en
comparación con superficies lisas. Lo anterior es dado por un enclavamiento
mecánico entre la superficie del implante y crecimiento de hueso. Sin embargo, un
riesgo importante puede ser el aumento en la perimplantitis (16).
El perfil micro topográfico de los implantes dentales se define como la rugosidad
de la superficie en el intervalo de 1-10nm. Esta rango de rugosidad maximiza el
enclavamiento entre el hueso mineralizado y la superficie del implante. Algunas
teorías sugieren que la superficie ideal debe presentar poros hemisféricos de
aproximadamente 1,5nm de Profundidad y 4nm de diámetro (16).
La principal indicación clínica para el uso de un implantes con una superficie
rugosa esta dada en los casos donde se presenta una cantidad ósea insuficiente o
limitaciones anatómicas, los implantes cortos diseñados con una superficie rugosa
han demostrado resultados clínicos superiores a las superficies lisas (15-16).
Las superficies en el rango nanométrico juegan un papel importante en la
adsorción de proteínas, adhesión de las células osteoblásticas y por lo tanto la
22tasa de oseointegración. Sin embargo, esta topografía es difícil de producir con
tratamientos químicos. Además, la superficie topografía nano óptima para la
adsorción selectiva de proteínas que conducen a la adhesión de las células
osteoblásticas y la rápida aposición ósea es desconocida. Varios métodos han
sido desarrollados con el fin de crear una superficie rugosa y mejorar la
oseointegración de los implantes dentales de titanio. Estos métodos utilizan
plasma rociado de titanio, deposición con partículas de cerámica, grabado ácido y
anodizado (16).
Grabado ácido:un método para hacer rugosa la superficie de los implantes
dentales de titanio es por medio de grabado con ácidos fuertes como HCl, H S ,
2 4
HNO y HF. Este produce micro poros en las superficies de Ti con tamaños que
3
van de 0,5 a 2 micras de diámetro y se ha demostrado que mejora en gran medida
la oseointegración.La inmersión de los implantes de titanio durante varios minutos
en una mezcla de HCl concentrado y H SO (grabado ácido dual) y el
2 4
calentamiento por encima 100◦C se emplea para producir una superficie
microrrugosa.Este tipo de superficie promueve la osteointegración rápida,
manteniendo el éxito a largo plazo de más de 3 años. Se ha encontrado que las
superficies duales de grabado acido mejorar el proceso de osteoconductivad a
través de la unión de fibrina y células osteogénicas, resultando en la formación de
hueso directamente sobre la superficie del implante.
Sin embargo, los tratamientos químicos pueden reducir las propiedades
mecánicas del titanio. Por ejemplo, el grabado ácido puede conducir a la
fragilización por hidrógeno del titanio, creando micro grietas en su superficie que
podría reducir la resistencia a la fatiga de los implantes. De hecho, los estudios
experimentales han informado de la absorción de hidrógeno por titanio en un
entorno biológico. Esta fragilización por hidrógeno de titanio también se asocia con
la formación de una fase híbrida quebradiza, lo que lleva a una reducción en la
23ductilidad del titanio. Este fenómeno está relacionado con la aparición de
mecanismos de fractura en implantes dentales (16).
Plasma rociado:Un método de pulverización de plasma de titanio (TPS) se ha
utilizado para la producción de superficies de implantes en bruto. Este
métodoconsiste en inyectarpolvos de Ti en una antorcha de plasma a alta
temperatura. Las partículas de Ti se proyectan sobre la superficie de los
implantes, donde se condensan y se fusionan entre sí, formando una película
alrededor de 30 micras de espesor con una rugosidad promedio de alrededor de
7micras, lo que aumenta el área superficial del implante.
Sin embargo, las partículas de titanio a veces se han encontrado en el hueso
adyacente a estos implantes. Los iones metálicos liberados desde los implantes
pueden ser el producto de la disolución y el desgaste, y pueden ser una fuente de
preocupación debido a sus potencialmente dañinos efectos carcinogénicos locales
y sistémicos. Sin embargo, los efectos adversos locales y sistémicos de la
liberación de iones de titanio no han sido universalmente reconocidos(16).
Anodización: También se pueden producir superficies con micro-o nano-poros
por medio de anodización potenciostática o galvanostático de Ti en ácidos fuertes
(H SO , H PO , HNO , HF) a alta densidad de corriente (200 A/m2) o potencial
2 4 3 4 3
(100 V). La anodización produce modificaciones en la microestructura y la
cristalinidad de la capa de óxido de titanio. El proceso de anodización es bastante
complejo y depende de varios parámetros tales como la densidad de corriente, la
concentración de ácidos, la composición y temperatura del electrolito.
Se han propuesto dos mecanismos para explicar oseointegración en los procesos
de modificación de superficie te Ti por anodización: enclavamiento mecánico a
través del crecimiento óseo en los poros y la unión bioquímica. Modificaciones a la
composición química de la capa de óxido de titanio se han probado con la
incorporación de magnesio, calcio, azufre o fósforo.Se ha encontrado que la
24incorporación de magnesio en la capa de óxido de titanio conduce a un valor de
par de eliminación mayor en comparación a otros iones.
Arenado:Otro enfoque para hacer rugosa la superficie de titanio consiste en
chorro de los implantes con partículas cerámicas duras. Las partículas de
cerámica se proyectan a través de una boquilla a alta velocidad por medio de aire
comprimido. Dependiendo del tamaño de las partículas cerámicas, diferentes
rugosidades de superficie se pueden producir en los implantes de titanio. El
material de voladura debe ser químicamente estable, biocompatible y no debe
obstaculizar la oseointegración de los implantes de titanio. Varias partículas
cerámicas se han utilizado, como por ejemploAlúmina, Óxido de Ti y partículas de
Fosfato de Calcio (16).
La Alúmina (Al O ) se utiliza con frecuencia como un material de voladura y
2 3
produce rugosidad de la superficie. Sin embargo, el material de limpieza es con
frecuencia incrustado en la superficie del implante y el resto se mantiene incluso
después de la limpieza ultrasónica, pasivación ácido y esterilización. La alúmina
es insoluble en ácido y es por tanto difícil de eliminar de la superficie de titanio. En
algunos casos, estas partículas se han liberado en los tejidos que rodean y han
interferido con la oseointegración de los implantes (12).
1.2Modificaciones químicas de la superficie
Además de las modificaciones morfológicas de las rugosidades superficiales de
los implantes, numerosas modificaciones químicas de superficies han sido
investigados para obtener una interacción optima con el tejido. El tejido biológico
interactúa principalmente con las capas atómicas más externas de un implante.
Por lo tanto los tratamientos físico-químicos están diseñados para causar
interacciones de superficie directamente con la naturaleza química del hueso, con
25el fin de mejorar e influir en la formación de nuevo de hueso. Convirtiendo una
superficie comúnmente bioinerte en bioactiva (18).
Para modificar la química de una superficie de titanio el método mas utilizado es la
aplicación de recubrimientos. Estos materiales de revestimiento son compuestos
bioactivos capaces de promover la unión celular, la diferenciación y la formación
de hueso. Los materiales bioactivos más comunes son los fosfatos de calcio (CP),
tales como hidroxiapatita (HA), fosfato tricálcico (TCP) y vidrios bioactivos.
Cuando se implanta, estas cerámicas bioactivas forman una capa de apatita
carbonatada (HCA) en su superficie a través de la disolución y precipitación (3). La
Incorporación de carbonato en la estructura cristalina induce una mayor
reactividad hacia el hueso. Un aumento de la velocidad de disolución después de
la implantación conduce a un aumento de la liberación de iones de calcio y fosfato,
por lo tanto, aumenta la saturación de los fluidos corporales, facilitado la aposición
de apatita biológica sobre la superficie del implante (19). Al mismo tiempo, las
fibrillas de colágeno se pueden incorporar en los aglomerados de apatita. La
secuencia de eventos es poco conocida pero parece ser: la adsorción de restos
biológicos por la acción de los macrófagos, la unión de las células madre y su
diferenciación, la formación de la matriz y finalmente la mineralización completa
(3).
Para el procesamiento de los recubrimientos sobre superficies de implantes
metálicos diversas técnicas han sido investigados, entre las que encontramos la
pulverización de plasma, revestimiento de sol-gel, deposición electroforética,
implantación de iones y la precipitación biomimético entre otros. La finalidad es
combinar las propiedades mecánicas de los metales y en especial la del titanio
con las propiedades biológicas de los revestimientos (18).
Pulverización de plasma:Es la técnica de revestimiento más comúnmente
utilizado para fosfatos de calcio (3-18), Es una técnica en la cual las partículas de
cerámica de HA se inyectan en una antorcha de plasma a alta temperatura y
26proyectadas sobre la superficie del Ti, donde se condensan y se fusionan entre sí,
formando una película (19). A su vez también conduce a una modificación de la
superficie en términos de rugosidades superficiales más altas. Por lo tanto los
recubrimientos de hidroxiapatita pueden combinar topografía de la superficie con
efectos químicos
Sin embargo, la pulverización por plasma muestra algunas desventajas en
investigaciones a largo plazo (19). Para lograr una cobertura completa del material
de sustrato el espesor de los recubrimientos de plasma - rociado generalmente
excede las 50 micras (3). En los implantes dentales esto resulta en un tiempo
relativamente pobre de unión entre el plasma de recubrimiento pulverizado de
apatita y el titanio. Se requiere pre-tratamientos adicionales del Ti para lograr una
rugosidad y por lo tanto un mejor enclavamiento mecánico de las capas
depositadas, a pesar de lo anterior se obtiene una morfología muy irregular de los
revestimientos, lo que conlleva a un pobre control del espesor del revestimiento,
con mayor riesgo de fractura (19). También se ha informado de la liberación de
partículas y la delaminación de las capas depositadas que produce fragmentos
flotantes. Incluso se ha demostrado que la descomposición térmica parcial de HA,
que conduce a la formación de otros fosfatos de calcio, incluyendo 22-62 % de
fosfato de calcio amorfo altamente soluble, αTCP , β - TCP , fosfato de tetracalcio,
y óxido de calcio durante el procedimiento de recubrimiento genera cambios
incontrolables en la composición y cristalinidad del material inicial de fosfato de
calcio debido a las altas temperaturas involucrados en el proceso de fabricación
(3). Esto significa que es muy difícil para recubrir la apatita de carbonato deseado,
ya que su estructura se descompone durante la pulverización de plasma.
Revestimiento de sol-gel: Es un método de revestimiento generalmente de
fosfato de calcio el cual se prepara sumergiendo el sustrato en calcio (por lo
general sales de nitrato) y geles de fósforo. Es un procedimiento económico y
técnicamente simple de realizar. Esta técnica ofrece ciertas ventajas, debido a la
homogeneidad química alta, una estructura de grano fino y baja temperatura de
27cristalización del revestimiento resultante (20). Por otra parte, estos recubrimientos
formados muestran estructuras porosas, menos densas y reportan una pobre
adhesión al material de sustrato. Esta pobre adhesión es un factor perjudicial que
limita su uso (21). Por lo tanto, estos recubrimientos deben ser sinterizados a altas
temperaturas para mejorar su fuerza de adhesión y densidad. Al igual que en la
técnica de pulverización de plasma dependiendo de las temperaturas de
sinterización se pueden obtener diferentes fosfatos de calcio (22). En ensayos in
vitro se han experimentado recubrimientos de hidroxiapatitafluorada con diferentes
contenidos de fluoruro preparados por métodos sol-gel y se ha demostrado que
puede mejorar la viabilidad de las células, sin embargo el alto contenido de
fluoruro disminuye la solubilidad lo que se manifiesta en una disminución de la
liberación de calcio en el medio de cultivo. Para aplicaciones clínicas, se sugiere
que un contenido moderado de fluoruros puede ser adecuado para establecer un
compromiso entre la unión celular, la proliferación, la deposición de apatita y la
resistencia a la disolución (17).
Recubrimientos biomiméticos de fosfato de calcio: En este método
biomimético, se precipitan cristales de apatita de fosfato de calcio sobre la
superficie de Ti a partir de fluidos corporales simulados (SBF) que forma un
recubrimiento a temperaturas fisiológicas y en condiciones de pH que se
mantienen a alrededor de 7,4(16-18). La deposición de apatita por inmersión en
soluciones fisiológicas, a partir de pruebas de biocompatibilidad in vitro, se adapta
a fin de lograr deposiciones que están cerca de la composición y la química de
hueso natural (22).
1.3Biofuncionalización de la superficie:
Se ha descrito la Incorporación de partículas biológicamente activas en los
implantes dentales de Ti, estos pueden estar recubiertos con agentes
estimulantes de hueso, para mejorar la adhesión celular, promover la
mineralización y la producción de marcadores celulares y proteínas de la matriz
28(3). Los candidatos lógicos para el injerto molecular son proteínas presentes en la
matriz extracelular tales como factores de crecimiento con el fin de mejorar el
proceso de cicatrización del hueso a nivel local. La superfamilia del factor de
crecimiento transformante (TGF-β) y en particular, las proteínas morfogenéticas
óseas (BMP), factor de crecimiento derivado de plaquetas TGF-β1 (PDGF) y
similar a la insulina (IGF-1 y 2) (3), fibronectina (FN), la vitronectina (VN), o
laminina (LN), para nombrar unos pocos (25). Últimamente, el enfoque ha
cambiado al uso de dominios de señalización, compuestas de varios aminoácidos.
Estos dominios están presentes a lo largo de la cadena de las proteínas de la
matriz extracelular y son los que interactúan con los receptores de la membrana
celular. Desde Pierschbacher y Ruoslahti encontraron que la secuencia Arg-Gly-
Asp-Ser (RGDS) tal vez es el dominio de señalización más conocido derivado de
la fibronectina, la laminina, el colágeno de tipo I y la osteopontina(16). Sin
embargo, también se han utilizado otras secuencias tales como Tyr-Ile-Gly-Ser-
Arg (YIGSR) o Arg-GluAsp-Val (REDV) (25). El uso de un péptido corto es más
conveniente porque las largas moléculas se pueden plegar y como resultado los
dominios de unión pueden no estar disponibles.
Los procedimientos más simples para funcionalizar la superficie de Ti implican la
inmersión del material en una solución que contiene las moléculas deseadas con
el fin de promover la adsorción en la superficie. Las desventajas son la
relativamente pobre adhesión.
Aunque la mayor parte de los documentos apoyan la idea de que la
funcionalización puede mejorar y acelerar la oseointegración, la clave está en
adaptar las técnicas de funcionalización a las superficies de aleaciones dentales,
para ser capaz de crear superficies que se mostrarán diferentes moléculas con
distribución espacial controlada y el grado requerido de adhesión. Por otra parte,
es probable que aún carezcamos de los datos in vivo necesarios para seleccionar
métodos de unión y densidades de superficies óptimas (3).
29Otros métodos de modificación de la superficie, como el tratamiento alcalino, el
tratamiento con ácido han sido reportados en un intento de formar una superficie
bioactiva en implantes metálicos a base (16). También recientemente la
deposición de nanopartículas de HA por medio de electrospray se ha venido
estudiando, ya que es un proceso sencillo y económico, capaz de depositar
recubrimientos de fosfatos de Ca como la HA(26).
1.4Electrospraying o electrospray:
El electrospray (pulverización electrohidrodinámica) es un proceso de generación
de gotas y carga simultánea por medio de un campo eléctrico. Es un método de
atomización de líquido por fuerzas eléctricas, donde se producen gotitas que se
auto-dispersan (9). Las gotas producidas por electrospray están altamente
cargadas, lo que impide su coagulación y promueve la auto-dispersión. Las gotitas
pueden ser extremadamente pequeñas en casos especiales por de bajo de
nanómetros. La carga y el tamaño de las gotitas pueden ser controlados hasta
cierto punto por la tensión y la velocidad de flujo. El electrospraying tiene algunas
ventajas sobre los sistemas mecánicos convencionales de pulverización con
gotitas cargadas por inducción. Por ejemplo, La distribución del tamaño de las
gotas suele ser estrecha, con una desviación estándar baja; Las gotitas pueden
ser del mismo tamaño sólo por goteo y micro goteo. Las Gotitas cargadas se auto-
dispersan en el espacio, lo que se traduce en ausencia de aglomeración de la gota
y ausencia de coagulación (9).
En la figura 1se observan los componentes del equipo deelectrospray los cuales
son: Una aguja con diámetro interior variable, una placa circular plana donde se
posicionan los sustratos, una fuente de alta tensión continua conectados a la placa
circular y a la aguja, una bomba con posibilidad de modificar la tasa de velocidad
de flujo que impulsa a través de una jeringa las soluciones.Dos multímetros
conectados a las líneas de conexión de la aguja y la placa de las fuentes de
alimentación, los cuales miden la intensidad de la corriente. Por ultimo una cámara
30conectada a un monitor para poder observar el líquido cuando esta saliendo de la
aguja.
El funcionamiento del electroespray en las características de goteo, regímenes
multijet o cono de chorro están determinados por la intensidad del campo eléctrico
en la salida de la aguja.Mientras que las características de deposición que
determinan las propiedades morfológicas como la porosidad, la rugosidad de la
superficie del depósito formado están determinados por el campo eléctrico en la
superficie de la placa (27).
Figura 1.A. Diagrama esquemático de la configuración del proceso de deposición
electrospray (26). B. Suspensión líquida por medio de electrospray en el modo de cono de
chorro estable. (25).
A B
El electrospray tiene múltiples aplicaciones en diferentes procesos industriales,
tales como la pintura, la microencapsulación, electroemulsification, la producción
de polvo fino o micro y nano deposición de película delgada preparada a partir de
soluciones o suspensiones coloidales. Recientemente, el electrospray empezó a
tener interés en procesos de microfluidos y nanotecnología (9).
En los últimos años ha sido de gran interés la utilización de la técnica de
electrospay para deposición de nanopartículas de HA. Como se había dicho
anteriormente, Los fosfatos de calcio, en particular los revestimientos de
hidroxiapatita (HA), se han utilizado ampliamente debido a su gran parecido con la
fase mineral inorgánica que se encuentra en los huesos y los dientes, así como su
31capacidad para promover la aposición ósea directa. Hasta ahora, los implantes
metálicos recubiertos de HA han sido el enfoque más exitoso. Como se reviso en
el apartado anterior existe diversos métodos de deposición de revestimientos, Sin
embargo, estos métodos implican alta temperatura extrema, son de alto costo o
técnicamente complicados. Por todo lo anterior la pulverización
electrohidrodinámica ha recibido mucha atención recientemente, ya que es un
proceso capaz de depositar recubrimientos de CP. Leeuwenburgh et al. Han
demostrado la capacidad para producir recubrimientos de CP, con Ca y soluciones
de sal precursora de P y mezclando ambos en la boquilla de pulverización (28).
En los trabajos de Thiana et al. Proponen la técnica de revestimiento mediante
deposición con electrospray y refieren que es un enfoque rentable para técnicas
de revestimiento tradicionales, además se muestra que es posible producir un
revestimiento uniforme que consiste de nanocristales de hidroxiapatita (nHA)
sobre un sustrato de titanio. Ellos realizaron un proceso de electrodeposición de
nano partículas de HA mediante la técnica de electroespray donde tuvieron en
cuenta los parámetros de recubrimiento como: un diámetro interno de la aguja de
300 micras, una tasa de flujo de 20 µl/min. Se aplicó un voltaje de 4,7KV, una
distancia entre la aguja y el sustrato de 20mmy un tiempo de pulverización de 60s.
Posteriormente realizaron un tratamiento térmico con calor a 124 ° C durante 2 h.
luego realizaron una prueba de biocompatibilidad indirecta donde encontraron que
estos recubrimientos nHA desencadenaron un proceso de precipitación de apatita
temprano en el fluido corporal acelularsimulado. Adicionalmente realizaron cultivos
celulares donde observaron que las células de osteoblastos humanos presentaron
una buena fijación sobre los recubrimientos. Por lo tanto, estos resultados
indicaron la bioactividad mejorada in vitro por medio de la técnica de
electroespray(28).
Los estudios en animales han demostrado que en comparación con los implantes
no revestidos, los implantes con una capa delgada de CP han mejorado
notablemente la unión del tejido óseo durante un período de varios meses.
32Además, numerosos estudios histológicos proporcionan evidencia de que los
implantes revestidos producen una interfaz más fiable con el hueso favoreciendo
la oseointegración. Sin embargo, hay informes contradictorios sobre la eficacia de
los revestimientos de HA, ya que La mayoría de los estudios indican que las
técnicas de recubrimiento disponibles actualmente proporcionan la adherencia
inadecuada de los revestimientos del CP a las aleaciones de Ti. La fuerza de
adhesión entre comillas, 15-30 MPa son muy bajos afectando la estabilidad
mecánica del revestimiento. Por lo tanto, la cuestión de la utilidad de revestimiento
no se ha resuelto completamente (29-3).
Idealmente, los recubrimientos deben tener una fuerte adhesión al implante y una
buena fijación al hueso. Su microestructura y su tasa de disolución deben ser
programados para coincidir con el proceso de curación in vivo, adicionalmente
que puedan servir de modelo para el suministro in situ de las drogas y los factores
de crecimiento en los momentos requeridos (3). Teniendo en cuenta lo anterior
han venido surgiendo inquietudes sobre el tipo de revestimiento que deben
complementar la superficie de Ti de los implantes dentales. Hoy por hoy se ha
venido estudiando un biomaterial que puede llegar tener beneficios sobre la
oseointegración como lo es los recubrimientos con Alginato.
En un estudio reciente de Wang et al. 2014. Donde realizaron recubrimientos por
medio de electrodeposición de alginato / quitosano capa por capa sobre sustratos
de titanio encontraron que en la prueba de citotoxicidad in vitro los recubrimientos
no eran tóxicos para las células. Los resultados indicaron que el método propuesto
puede ser utilizado para fabricar revestimientos compuestos de alginato/quitosano
capa por capa sobre la superficie de titanio a temperatura ambiente y estos
revestimientos compuestos podría tener aplicaciones potenciales en el campo de
la ingeniería de tejidos (29).
331.5Alginato
El alginato es un polisacárido aniónico distribuido ampliamente en las paredes
celulares de las algas marinas pardas (Phaeophyceae, incluyendo Laminaria
hyperborea, Ascophyllumnodosum, entre otros). Estas sustancias corresponden a
polímeros orgánicos derivados del ácido algínico. Las ventajas que presenta el
alginato son la biocompatibilidad, baja toxicidad, costo relativamente bajo, similitud
con los tejidos humanos. Por lo anterior ha sido ampliamente investigado y
utilizado para muchas aplicaciones biomédicas (30 - 31).
El componente principal del alginato es la sal sódica del ácido algínico. Su
estructura química contiene bloques compuestos de 2 unidades monoméricas
repetitivas: β-D-manuronato (unidades M) y α-L-guluronato (unidades G) unidas
mediante enlaces β (1-4) (31).
Los Hidrogeles de alginato debido a su similitud estructural a las matrices
extracelulares de los tejidos vivos permite amplias aplicaciones en la curación de
heridas, la administración de agentes bioactivos tales como fármacos y proteínas,
el trasplante de células en ingeniería de tejidos como por ejemplo trasplantes de
islotes células de Langerhans para el tratamiento de la diabetes tipo 1, trasplante
celular de condrocitos como tratamiento de la incontinencia urinaria y el reflujo
vesicoureteral, regeneración de tejidos como vasos sanguíneos, cartílago y hueso,
además de promover regeneración periodontal (30).
En la ingeniería biomédica se han encontrado múltiples utilidades y se ha
observado propiedades a nivel de regeneración ósea, por ejemplo se ha utilizado
en lesiones óseas donde el tratamiento con geles de alginato han encontrado
potencial en la regeneración ósea por factores osteoinductivos, células formadoras
de hueso o combinación de ambos. Dentro de las ventajas del alginato respecto a
otros materiales; presenta mayor propiedades de regeneración ósea y
34cartilaginosa debido a su capacidad de ser introducido en el cuerpo de una
manera mínimamente invasiva y la liberación controlada de factores de inducción
de tejido (por ejemplo, BMP, TGF-B). El Alginato ha demostrado ser útil en
modelos animales para la entrega de factores de crecimiento que pueden impulsar
efectivamente la regeneración ósea (por ejemplo, proteínas morfogenéticas óseas)
(30).
En el estudio de Weng et al. Donde realizo un estudio experimental con células
estromales de médula ósea, después de haber realizado inducción por la vía de
los osteoblastos in vitro y mezclando con geles de calcio reticulado de alginato, se
observo que presento reparación de defectos óseos alveolares horizontales en
perros (32).
El alginato también se ha combinado con materiales inorgánicos para mejorar la
formación de tejido óseo. Estudios donde se combina compuestos de alginato /
hidroxiapatita (HA) se han podido lograr estructuras porosas interconectadas que
mejora la adhesión de células de osteosarcoma (30).
Debido a las características osteoinductivas que se han observado con materiales
como el alginato y los fosfatos de calcio más puntualmente con la hidroxiapatita
resulta interesante realizar investigaciones sobre los beneficios que puede tener
las propiedades de estos revestimientos sobre la oseointegración de los implantes
dentales.
352.Materiales y Métodos
2.1Tipo de estudio:
Estudio experimental cualitativo in vitro.
Variables del estudio:
o Variable independiente: recubrimiento del material (HA, alginato y
compuesto HA + alginato)
o Variable dependiente:
Morfología de los recubrimientos
Biocompatibilidad indirecta
2.2Materiales utilizados:
• 16 discos de Ticp de 20mm de diámetro por 1mm de espesor.
• Papel metalográfico de diferente tamaño de grano.
• Solución Salina al 0.9%, Etanol al 95%, agua destilada,
polivinilpirrolidona SIGMA ALDRICH, acetona al 99,5%, alcohol isopropilico.
• Recubrimientos: Solución de alginato de sodio W201502
SIGMA ALDRICH,hidroxiapatita no sinterizada, pureza del 98% tamaño de
partícula promedio 20Nm.
• Pruebas biocompatibilidad: Lactato de Ringer 30%, Albúmina Bovina 30%
SPINREAC ®
362.3 Preparación de sustratos de Titanio:
A. Los sustratos de Ti fueron sometidos a un proceso de limpieza y pulido
secuencial por medio de papel metalográfico de tamaños de grano de P600,P
800,P 1000 y P1500 FEPA con abundante irrigación.
B. Ultrasonido con Acetona al 99,5% durante 20 minutos a 30° C
C. Ultrasonido con alcohol isopropilicodurante 20 minutos a 30° C
D. Ultrasonido con agua destilada durante 20 minutos a 30° C
E. Secado a temperatura ambiente.
2.4Proceso de electrodeposición:
Los ensayos se llevaron a cabo en el laboratorio de electrospray de la facultad de
medicina de la Universidad Nacional. El montaje del electroesprayestaba
compuesto de una aguja de acero inoxidable marca Upchurch referencia U 1145
½ X 0.8mm X 5mm con un diámetro interno de 0.8 mm y un colector o
plataformapara el sustrato. La aguja se conectó a una fuente de alto voltaje
Spellman CZE 1000R y el colector se conectó a un polo a tierra,se utilizó una
bomba KDS 100 con una jeringa de 21 mm de diámetro para impulsar el líquido
hacia la aguja a través de un capilar. Se determinó para cada ensayo la tasa de
flujo, Voltaje y distancia entre la aguja y el sustrato.
La intensidad de la corriente eléctrica que llega a la aguja para equilibrar la carga
de eyección y la corriente recogida en el colector se midió mediante dos
multimetros que se insertaron en las líneas de conexión de la aguja y la plataforma
a las fuentes de alimentación.
La salida del líquido se visualizó utilizando una cámara filmadora conectada a una
pantalla de televisión, para supervisar la deposición del líquido. Ver figura 2.
37Figura 2: Montaje de Electrospray.
Se tomaron en cuenta 4 grupos para realizar la electrodeposición:el primer grupo 4
discos de titanio recubiertos con partículas de HA, el segundo grupo 4 discos de
titanio recubiertos con solución de alginato, el tercer grupo 4 discos de titanio
recubiertos con un compuesto de hidroxiapatita/alginato y finalmente un cuarto
grupo o grupo control consistente en 4 discos de titanio sin recubrimiento de
superficie.
Grupo #1: Deposición de solución de hidroxiapatita:
Se manejo la solución de hidroxiapatita en polvo al 6% peso /volumen, 0,6 gr de
hidroxiapatita disueltos en 10ml Etanol al 95%, Posteriormente se sometió la
solución a ultrasonido durante 20 minutos a 30° C. (para efectos prácticos esta
solución será llamada mas adelante el apartado solución HA1).Se realizo el
proceso de electrodeposición mediante la técnica de electrospraycon el
sobrenadante de la solución de Hidroxiapatita.
38Grupo #2: Deposición de alginato:
Se realizaron 8 ensayos donde se compararon diferentes variables como la
cantidad y concentración de polímero y de solvente (Solución Salina al 0.9%,
Etanol al 95%, Lactato de Ringer al 30%, agua destilada y polivinilpirrolidona), con
el fin de obtener una muestra que no se precipitara, con adecuada conducción
eléctrica y optimas condiciones para manejo en el equipo de electrospray.
Posteriormente seprocedió a realizar el recubrimiento mediante la técnica
deelectrospray durante 45 minutos.
Grupo #3: Deposición de compuesto hidroxiapatita/alginato:
Se realizaron 6 ensayos donde se compararon diferentes variables como la
cantidad y concentración de polímero y de solvente (Solución Salina al 0.9%,
Etanol al 95%, Lactato de Ringer al 30% y agua destilada), Buscando el balance
ideal entre las dos soluciones para obtener unos parámetros en los cuales se
adquiera una adecuada configuración cono- chorro spray y un flujo continuo sobre
los sustratos mediante la técnica de electroespray.
2.5Tratamiento térmico de los sustratos:
Los sustratos ya recubiertos fueron sometidos a calor en el horno Miditherm
BEGO ®perteneciente al laboratorio dental de la facultad de odontología de la
Universidad Nacional. Para facilitar la adhesión de los recubrimientos a los
sustratos. Los ensayos fueron realizados por grupos de la siguiente manera:
39Grupo #1: sustratos recubiertos con hidroxiapatita y sustratos recubiertos
con compuesto hidroxiapatita/alginato:
Las muestras fueron llevadas al hornoa temperaturas de 60, 120, 180, 240°c las
cuales iban aumentando gradualmente en un tiempo de 5 minutos y finalmente
una temperatura constante a 600°c durante 20minutos para completar un total de
45 minutos, luego se dejaron enfriar hasta temperatura ambiente.
Grupo #2: sustratos recubiertos Alginato:
En este grupo las muestras fueron llevadasal horno iniciado desde 60°c
aumentando en intervalos de 60°c hasta completar 240°c, las cuales iban
aumentando gradualmente en un tiempo de 5 minutos para completar un total de
25 minutos. Las temperaturas utilizadas fueron debido a que los polímeros
cambian de fase a diferentes temperaturas y el cambio vítreo del alginato está
entre 200 y 300 grados.
2.6 Análisis de biocompatibilidad indirecta
A. Prueba de biocompatibilidad de control positiva:
Se realizo un análisis mediante pruebas de formación de apatita bone-like,
se utilizaron 1 disco de Ti recubierto con HA, 1 disco de Ti recubierto con
alginato, un disco de Ti recubierto con Compuesto hidroxiapatita/alginato y
1 disco de titanio sin recubrimiento como control. previo enjuague de las
muestras con agua desionizada los anteriores fueron sometidos a Lactato
de Ringer 30%, como fluido corporal simulado (SBF), en este caso cada
muestra fue sumergida en 30 ml de SBF en una botella de vidrio a
temperatura ambiente por un periodo de 25 días sin agitación.
Seguidamente las muestras fueron lavadas suavemente en agua destilada
y se secadas a temperatura ambiente. La formación de apatita bone-like se
comprobó mediante difracción de rayos X.
40B. Prueba de biocompatibilidad de control negativa:
Se realizo una prueba adsorción de proteínas, por lo tanto las muestras se
lavaron con agua desionizada previamente. Luego se tomo 3 discos de Ti
recubiertos con HA, 3 discos de Ti recubiertos con alginato, 3 discos de Ti
recubiertos con compuesto hidroxiapatita/alginato y 3 discos controles y
sumergieron en 2.1 ml de Albúmina Bovina 30% en una botella de vidrio a
temperatura ambiente por un periodo de 2 horas.
Posteriormente las muestras fueron lavadas suavemente en agua destilada
y se secadas a temperatura ambiente para ser analizadas mediante SEM
con sonda de espectrometría de dispersión de energía de rayos X donde
se obtuvo la medición de la capa de proteína adsorbida.
2.7Caracterización del material:
A. Caracterización morfológica:
• Microscopio electrónico de barrido (SEM) PHENOM TM perteneciente al
laboratorio de caracterización de la universidad ECCI Bogotá.
• Perfilometria en un equipo DEKTAK 150 Veeco perteneciente al laboratorio
de difracción de rayos X facultad de ciencias departamento de física de la
Universidad Nacional.
Ambas caracterizaciones morfológicas se realizaron antes de someter las
muestrasa las pruebas de biocompatibilidad indirecta.
B. Caracterización Química:
• SEM con sonda de espectrometría de dispersión de energía de rayos X
equipo TESCAN perteneciente al laboratorio de caracterización de
materiales de facultad de ciencias departamento de física de la Universidad
Nacional. para la prueba de biocompatibilidad de control negativa,
absorción de proteína.
41• Difracción de rayos X para la prueba de biocompatibilidad de control
positiva, apatita bone-like.
Los ensayos de difracción de rayos-X se han llevado en un
equipoPANalyticalX´Pert PROPerteneciente al laboratorio de difracción de
rayos X facultad de ciencias departamento de física de la Universidad
Nacional.El barrido de las muestras se realizo con un rango entre 10° y 80°,
una mascara de 10mm, un antiscatter a 2°, un tamaño de paso 0,02s y un
tiempo de paso de 60s para un total de tiempo por muestras de 12minutos.
2.8 Metodología de análisis
Se realizo un análisis cualitativo comparativo para la caracterización morfológica y
para la caracterización química con el fin de determinar qué elementos muéstrales
son diferentes de otros en función de cantidad de formación de apatita y absorción
de proteína evaluado para los 4 grupos.
423. Resultados
3.1 Electrodeposición hidroxiapatita
Para obtener la preparación de la solución de hidroxiapatita fue suficiente 1 único
ensayo (Fig. 3)consistente en: 0,6 gr de hidroxiapatita disueltos en 10ml Etanol al
95% (HA1), Se realizo el proceso de electrodeposición con el sobrenadante de la
solución de Hidroxiapatitasiguiendo los parámetros de procesamiento
referenciados en el artículo de Thiana y colaboradores (35) ver tabla 3-1-1.
Obteniendo un recubrimiento uniforme y conadecuadaconductividad para el
proceso de deposición mediante la técnica de electrospray.
Figura 3: Sustratos recubiertos con hidroxiapatita.
43Tabla 3-1-1: Parámetros de procesamiento de HA.
PARÁMETRO CIFRA DEFINITIVA
Distancia Aguja-Sustrato 2.5 cm
Flujo 1,2 ml/h
Voltaje 5 KV
Corriente eléctrica 20 µA
Tiempo de deposición 10 Min
3.2 Electrodeposición alginato
Para obtener la adecuada solución con alginato fue necesario realizar 8 ensayos
descritos en la tabla 3.2.1. Observando que la concentración de soluto y
solvente,el tiempo y el mecanismo de preparación para la mezcla influyen
circunstancialmente para que no se presente precipitación y además permitiera
una correcta conductividad eléctrica logrando así una configuración cono-chorro
spray y un recubrimiento uniforme.
Con la formula realizada inicialmente diluyendo 0,05g de Alginato en polvo + 5ml
de etanol al 95% (ensayo A6) y dejando en reposo a temperatura ambiente
durante 24 horas se observo una solución en gel que no presentaba precipitación
sin embargo no era conductora y adicionalmente no se obtuvo una conformación
de cono-chorro estable, por lo tanto a la solución anterior fue necesario adicionar
2ml de solución salina al 0.9% +2ml de etanol (Ensayo 8). Con este nuevo ensayo
durante la exposición a la técnica de electrospray se obtuvo una configuración
adecuada y un recubrimiento homogéneo (Fig. 4) por lo tanto se procedió a
44realizar el recubrimiento durante 45 minutos con los parámetros de recubrimiento
establecidos en la tabla 3-2-2.
Figura 4: Sustratos recubiertos con Solución de alginato.
Tabla 3-2-1: Parámetros de procesamiento de alginato.
PARÁMETRO CIFRA DEFINITIVA
Distancia Aguja-Sustrato 3 cm
Flujo 1,5 ml/h
Voltaje 11 KV
Corriente eléctrica 40 µA
Tiempo de deposición 45 in
45Tabla 3-2-2: Ensayos de solución de alginato.
RECUBIMIENTO
POLÍMERO/ DISOLVENTE/ PREPARACION PARA
ENSAYO EN RESULTADO
CANTIDAD CANTIDAD MEZCLA
ELECTROESPRAY
Alginato H2O destilada 5ml Ultrasonido 10 Precipitación
A1 NO
polvo0,0010g + Etanol 95% 5ml minutos a 30°C
Solución salina 20 minutos de Precipitación
Alginato
A2 0.9%, 5ml + reposo al medio NO
polvo0,0010g
Etanol 95% 5ml ambiente
H2O destilada 7ml 20 minutos de Precipitación
Alginato
A3 + 0,025mg reposo al medio NO
polvo0,0010g
polivinilpirrolidona ambiente
20 minutos de Patrón de
Alginato
A4 Etanol 95% 10ml reposo al medio SI recubrimiento de
polvo0,05g
ambiente solo Etanol
24 horas de
Alginato
A5 H2O destilada 5ml reposo al medio NO Precipitación
polvo0,05g
ambiente
24 horas de No formación de
Alginato
A6 Etanol 95%5ml reposo al medio SI cono estable
polvo0,05g
ambiente
20 minutos de Obstrucción
Ensayo
A7 Etanol 95%2ml reposo al medio SI Capilar de
A6 2ml
ambiente conducción
Solución salina 20 minutos de Adecuado patrón
Ensayo
A8 0.9%, 2ml + reposo al medio SI de recubrimiento
A6 4ml
Etanol 95%, 2ml ambiente
463.3 Electrodeposición compuesto hidroxiapatita/alginato
Tabla 3-3-1: Ensayos compuestohidroxiapatita/alginato.
ENSAY POLÍMERO/ PREPARACION PARA RECUBIMIENTO EN
DISOLVENTE/ CANTIDAD RESULTADO
O CANTIDAD MEZCLA ELECTROESPRAY
20 minutos de Precipitación
Solución
1 Solución HA1 0,8ml reposo al medio NO
A80,8ml
ambiente
Solución salina 20 minutos de Precipitación
Solución
2 0.9%, 0.5ml + reposo al medio NO
A81ml
solución HA1 1,5ml ambiente
20 minutos de Precipitación
Alginato
3 solución HA1 1,5ml reposo al medio NO
polvo0,0010g
ambiente
Solución salina 20 minutos de Precipitación
Solución
4 0.9%, 1.25ml + reposo al medio NO
A62.5ml
Alginato polvo0,3g ambiente
Solución No formación
A810ml + Ultrasonido 20 de cono
5 solución HA1 10ml SI estable
H2O destilada minutos a 30°C
5ml
H2O destilada 3ml, Adecuado
20 minutos de
Solución Etanol 95%2ml, patrón de
6 reposo al medio SI recubrimiento
A81ml hidroxiapatita polvo
ambiente
2gr
Se realizaron 6 ensayos descritos en la tabla 3.3.1. En los primeros 4 ensayos se
observaba que la unión de las dos soluciones no presentaban adecuada dilución y
por el contrario presentaban precipitación(Fig. 5). Se observó que la mezcla entre
polímero y disolvente con la que se obtuvieron mejores resultados fue el ensayo #
6 y adicionalmente presento una adecuada dispersión sobre los discos de titanio
(Fig.6) al someterse a la técnica de electrospray con los parámetros descritos en
la tabla 3.3.2.
47Figura 5: Ensayos de compuesto hidroxiapatita/alginato.
A.Ensayo # 1. B.Ensayo # 2C.Ensayo # 3D.Ensayo # 4; se observa precipitación de las soluciones.
E.Ensayo # 6: se observa adecuada integración de los elementos de HA y alginato sin
precipitación.
Figura 6: Sustratos recubiertos con compuesto hidroxiapatita/alginato
48Tabla 3-3-2: Parámetros de procesamiento de compuesto hidroxiapatita/alginato:
PARÁMETRO CIFRA DEFINITIVA
Distancia Aguja-Sustrato 3 cm
Flujo 1,5 ml/h
Voltaje 10 KV
Corriente eléctrica 30 µA
Tiempo de deposición 15 in
3.4 Caracterización
3.4.1 Microscopio electrónico de barrido
Titaniosin recubrimientoal SEM
Las muestras del grupo control que no presentaban ningún recubrimiento de
superficie se les realizo caracterización morfológica mediante microscopio
electrónico de barrido SEM a 500, 3000 y 5000x (Fig. 7), Observándose que el
titanio presenta múltiples grietas, alteraciones en la topografía resultado del
proceso de limpieza con los diferentes materiales metalográficos, estas a manera
de grietas y fisuras con profundidades variables.
49Figura 7: Micrografía deSustrato de Ti sin recubrimiento al SEM.A. 500x, B.3000x y
C.5000x
Sustratos recubiertos HA, alginato y compuesto HA/alginato a 500x
En un acercamiento a 500x se puede evaluar que el sustrato que presenta
recubrimiento con Alginato ha presentado desprendimiento del material posterior
al tratamiento térmico. Presentando un porcentaje de recubrimiento cercano al
70%. Para el grupo de sustratos biofuncionalizados con hidroxiapatita y el
compuesto hidroxiapatita/ alginato se observa un porcentaje de recubrimiento del
100% sin desprendimiento del material depositado
Figura 8: Micrografía deSustrato con recubrimiento al SEM. 500x
A.Recubrimiento con Alginato B. Recubrimiento con HA. C.Recubrimiento compuesto HA/alginato
50Sustratos recubiertos HA, alginato y compuesto HA/alginato a 3000x y 5000x
Para evaluar la morfología del recubrimiento se realizó un acercamiento a 3000x y
5000x. Donde se evidencio que el recubrimiento con alginato (Fig. # 8 A) presenta
con configuración similar a fibras, con presencia de grietas y fisuras. Por otro lado
el recubrimiento con hidroxiapatita presenta una disposición mas homogénea con
mayor superficie de sustrato recubierto sin embargo no presenta una rugosidad
tan marcada como los sustratos recubiertos con HA/alginato. El anterior se
observa en la Fig. 9 C sin grietas ni fisuras, con zonas alternante de baja
rugosidad y rugosidad pronunciada.
Figura 9: Micrografía deSustrato con recubrimiento al SEM. 5000x
A.Recubrimiento con alginato B. Recubrimiento con HA. C.Recubrimiento compuesto HA/alginato
3.4.2Perfilometria
Se tomaron para cada muestra 3 puntos al azar. Inicialmente se evaluó el grupo
control (sustratos de titanio sin recubrimiento) observando que el Ti presenta picos
y valles relacionado con tratamiento de limpieza de los discos.
51Figura 10: Grafica perfilométrica de grupo control (Ti sin recubrimiento)
))
Figura 11: Grafica perfilométrica de los sustratos con recubierto.
52Al realizar la comparación de los diferentes grupos de sustratos con recubrimiento
se puede resaltar que el compuesto hidroxiapatita/alginato presenta mayor numero
de rugosidades e irregularidades en la superficie, presentando picos muy
pronunciados seguidos de valles. Complementariamente presenta un espesor
promedio de recubrimiento de 1833,213 micras, siendo el recubrimiento con mayor
espesor (Fig. 11 C).
Al realizar la valoración de los sustratos biofuncionalizados con alginatose observo
que presenta un espesor promedio de 80,8423 micras,adicionalmente se observa
una irregularidad de la superficie intermedia (Fig. 11 A).
Para el grupo correspondiente a los sustratos recubiertos con hidroxiapatita se
observaque presenta pocas zonas de irregularidad, disminución de frecuencia de
picos y valles, sin embargo el espesor promedio para este grupo es de 1223,2705
micras, lo que significa que el recubrimiento es aproximadamente 1.5 veces
mayor al grupo biofuncionalizado con alginato (Fig. 11 B).
3.5 Pruebas de biocompatibilidad
3.5.1 Prueba de biocompatibilidad control positivo (Apatita bone-like)
El sustrato de titanio sin biofuncionalizar y los 3 sustratos recubiertos con alginato,
hidroxiapatita y compuesto hidroxiapatita/alginato fueron sumergidos durante 25
días en lactato de Ringer al 30% como un fluido corporal simulado (SBF),
posteriormente se evaluó la formación de apatita bone-likerealizándose la
caracterización química por medio dedifracción de rayos X.
Para evitar sesgos al evaluar la formación de apatita con los grupos que contienen
recubrimiento con hidroxiapatita y compuesto hidroxiapatita/alginato. Se realizo
difracción de rayos X a la hidroxiapatita en polvo que fue utilizada para los
recubrimientos y se comparo con el sustrato recubierto con hidroxiapatita
53sumergido en el SBF, donde se observo un patrón similar en los ángulos de
difracción entre 30 y 36° (Fig. 12). Estos picos evaluados por medio de la base
Pdf2 concuerdan con dos tipos de hidroxiapatita, hidrato fosfato de calcio Ca8
(PO4)6 (H2O)2 e hidróxido fosfato de calcio Ca9 (PO4)6 (OH)2.
Figura 12: DifractogramaA. sustratos con recubierto HA. B. hidroxiapatita en polvo
Al realizar el análisis comparativo (Fig. 13), se observa un patrón similar en los
ángulos de difracción entre en las 4 muestras que exhibieron líneas de difracción
en 35, 38, 40, 53, 63, 71, 76 y 77°, que caracterizan la fase hexagonal del óxido de
titanio correspondiente al material de los discos.
54A
C DEn el grupo compuesto de hidroxiapatita/alginato, hay formación de titanato de
sodio en mayor concentración que los sustratos recubiertos con HA, presencia de
titanato de calcio. La formación de apatita se observa como fosfato de calcio
hexagonal similar a la encontrada en el grupo de recubrimientos con
hidroxiapatita únicamente.
El recubrimiento que presento mayor formación de titanato de calcio fue el
recubrimiento con alginato, también presento formación de titanato de sodio,
hidroxifosfato de calcio Hexagonal en menor medida comparativamente que los
recubrimientos con HA y compuestos HA/alginato pero en mayor medida que
titanio sin recubrimiento.
La configuración cristalografía para el fosfato de calcio en los 4 grupos es de tipo
hexagonal.
Tabla 3-5-1: prueba apatita bone-like, comparación de sustratos mediante difracción
rayos X
TiatantoNa Configuración Titanato Configuración Hidroxi Na Mg
cristalográfica Ca cristalográfica fosfato
de
calcio
Sin + Romboédrico - + - ++
recubrimiento
Alginato + Romboédrico +++ Cubico ++ + +
Hidroxiapatita ++ Anortico ++ Ortorrómbico +++ ++ ++
Compuesto +++ ortorrómbico ++ Orthorhombic +++ + ++
HA/alginato
*Análisis realizado por medio de HighScore Plus.
563.5.2Prueba de biocompatibilidad control negativo (Adsorción proteinas)
Se realizo una prueba adsorción de proteínas, por lo cual se tomo 3 discos de Ti
recubiertos con HA, 3 discos de Ti recubiertos con alginato, 3 discos de Ti
recubiertos con compuesto hidroxiapatita/alginato y 3 discos controles y
sumergieron en 2.1 ml de Albúmina Bovina 30% a temperatura ambiente.
Se observo que para ninguno de los 4 grupos presentó adsorción de albumina al
realizar la evaluación química básica mediante el análisis con sonda de
espectrometría de dispersión de energía de rayos X (Fig. 14).
Figura 14: EDS, prueba de adsorción de proteínas
A.Ti sin recubrimiento B. Recubrimiento con alginato. C.Recubrimiento con HA D.Recubrimiento
con compuesto HA/alginato
57Se observa que el análisis del recubrimiento no presenta ninguna diferencia en su
composición química con respecto alos sustratos de titanio sin recubrimiento. Las
muestras de hidroxiapatita y compuesto hidroxiapatita/alginato presentan los
mismos elementos químicos dado por la composiciónde la hidroxiapatita en ambas
muestras. Sin embargo las muestras revestidas con el compuesto
hidroxiapatita/alginato presentan azufre (S) en un 2.63% en sus componentes
relacionado con un componente de la albumina que no es significativo, dado que
no presenta ningún otro componente relacionado con la misma.
Figura 15: SEM antes y después de prueba adsorción de proteínas
A B
C D
A. Alginato 3000xB.Alginato 3000x prueba EDSC. HA 500xD.Alginato 3000x prueba EDS
58En la figura 15 se observa la comparación en el SEM de los recubrimientos de
alginato e hidroxiapatita antes y después de ser sumergidos en albumina para la
realización de la prueba de adsorción de proteínas. Se observa que ambos grupos
presentaron desprendimiento del material de recubrimiento sobre todo las
muestras pertenecientes al grupo de recubrimiento con alginato.
594) Discusión
La fusión de la superficie de un implante dental con el hueso circundante juega un
papelcrucial en la longevidad y la función de la prótesis sobre implantes. De
hecho, el evento biológico más importante en la fase de curación clínica de los
implantes dentales es la adhesión celular en la interfase entre el tejido huésped y
el implante. Esta unión estructural y funcional del implante con el hueso está muy
influenciada por las propiedades de la superficie del implante. En realidad, el éxito
de un implante dental es altamente dependiente de sus características químicas,
físicas, mecánicas y topográficas de su superficie. Estas diferentes propiedades
interactuar y determinan la actividad de las células unidas que se acercan a la
superficie del implante dental (42-43). Se informó que la fijación primaria del
implante es fuertemente afectada por las características de diseño y la macro-
escala del implante, mientras que las micro y nano-características afectan la
respuesta celular. Ellos controlan el reclutamiento celular, la adhesión, la
orientación, la morfología, la formación de contacto focal, la organización del
citoesqueleto e incluso la expresión de genes. Por otra parte, la absorción de
proteínas y la conformación también son moduladas por nanorugosidades de
superficie. Además, las nanorugosidades no aumentan el riesgo de contaminación
bacteriana (43).
El proceso de modificación de la superficie principal que se utiliza actualmente
para la realización de los implantes dentales en bruto son: revestimientos porosos
60por pulverización de plasma de Ti o sinterización, superficies con chorro de arena,
grabado ácido de superficies; superficies arenadas, láser de superficies para
obtener modificaciones en micro y nanoestructuras, superficies anodizadas,
obtenidos por oxidación electroquímica en varios electrolitos y resultando en capas
de óxido de titanio poroso, enriquecido con diferentes iones, tales como calcio o
fósforo (44-45-46).
En el presente estudio se utilizo una novedosa técnica consistente en un proceso
de generación de gotas y carga simultánea por medio de un campo eléctrico,
llamado electrospray. Este es un método de atomización de líquido por fuerzas
eléctricas, donde se producen gotitas que se auto-dispersan. Las gotas
producidas por electrospray están altamente cargadas, lo que impide su
coagulación y promueve la auto-dispersión. Las gotitas pueden ser
extremadamente pequeñas en casos especiales por de bajo de nanómetros lo que
permiten realizar recubrimientos sobre la superficie de titanio (9).
Para obtener los parámetros adecuados en el proceso de deposición por medio de
la técnica de electrospray realizamos diferentes ensayos con las soluciones de
alginato y el compuesto hidroxiapatita/alginato.
Sin embargo el recubrimiento que no presento inconvenientes tanto en la
preparación de la solución como en la electrodeposicion fue la hidroxiapatita. Los
fosfatos de calcio, en particular los revestimientos de hidroxiapatita, se han
utilizado ampliamente debido a su gran parecido con la fase mineral inorgánica
que se encuentra en los huesos y los dientes, así como su capacidad para
promover la aposición ósea directa. Hasta ahora, los implantes metálicos
recubiertos de HA han sido el enfoque más exitoso (27). Para el proceso de
electrodeposición de hidroxiapatita tomamos como base los parámetros
establecidos por Thiana et al. En su trabajo reportan que el proceso de deposición
de nano partículas de HA se llevó a cabo a temperatura ambiente. La suspensión
de nanopartículas de HA fue forzada a través de la aguja utilizando una bomba de
61jeringa automática a una tasa de flujo de 20 µl/min. Se aplicó un voltaje de 4,7 KV
entre la aguja y el sustrato de Ti y se utilizó un tiempo de pulverización de 60 s. La
distancia entre la aguja y el sustrato se mantuvo a 20mm. En estos parámetros de
procesamiento, se logró un modo de cono de chorro estable y por lo tanto, se
produjo un revestimiento uniforme. A diferencia de nuestro proceso de
electrodeposición se utilizo un tiempo de deposición de 10 minutos dado que con
tan solo 60s no se observaba un recubrimiento homogéneo.
Thiana et al. Reporta que estos recubrimientos de nanopartículas de HA fueron
luego tratadas con calor a 124 ° C durante 2 h. en comparación con nuestro
ensayo, se realizo una prueba piloto observando que el recubrimiento expuesto a
esta temperatura no presentaba una adecuada fijación al sustrato por lo tanto se
realizo un tratamiento con calor a temperaturas de 60, 120, 180, 240°c las cuales
iban aumentando gradualmente en un tiempo de 5 minutos y finalmente una
temperatura constante a 600°c durante 20 minutos para completar un total de 45
minutos donde se obtuvo una adecuada fijación.
Por otra parte para la obtención de la solución de alginato fue necesario realizar 8
ensayos (tabla 3.2.1). Observando que la concentración de soluto y solvente, el
tiempo y el mecanismo de preparación para la mezcla influyen circunstancialmente
para que no se presente precipitación y además permita una correcta
conductividad eléctrica logrando así una configuración cono-chorro spray y un
recubrimiento uniforme.
Con la formula realizada inicialmente diluyendo 0,05g de alginato en polvo + 5ml
de etanol al 95% (ensayo A6) y dejando en reposo a temperatura ambiente
durante 24 horas se observo una solución en gel que no presentaba precipitación
sin embargo no era conductora y adicionalmente no se obtuvo una conformación
de cono-chorro estable, por lo tanto a la solución anterior fue necesario adicionar
2ml de solución salina al 0.9% +2ml de etanol (Ensayo 8). Con este nuevo ensayo
durante la exposición a la técnica de electrospray se obtuvo una configuración
62adecuada y un recubrimiento homogéneo. Los parámetros utilizados para la
electrodeposición se basaron en los estudios previos de Clavijo y
colaboradores(11): los parámetros que no se modificaron fueron el diámetro de la
aguja: 0.8mm, la velocidad de flujo: 1.5ml/h, elmicroamperaje: 40 µA y tiempo de
deposición durante 45 minutos. Sin embargo se observo que con una
distanciaaguja-sustrato: de 3cm, un voltaje de 11KV se obtenía una mejor
configuración cono-chorro espray a diferencia de la distancia aguja sustrato
de12cm y el Voltaje de la aguja a 20KV referidos por Clavijo y colaboradores.
Para realizar la fijación del alginato a los sustratos se tuvo en cuenta que los
polímeros cambian de fase a diferentes temperaturas y el cambio vítreo del
alginato está entre 200 y 300 grados(30 - 31). Por lo tanto las muestras fueron
llevadas al horno iniciado desde 60°c aumentando en intervalos de 60°c hasta
completar 240°c, las cuales iban aumentando gradualmente en un tiempo de 5
minutos para completar un total de 25 minutos. Se observo una adecuada fijación
con los parámetros mencionados sin embargo de las 4 muestras 1 presento
desprendimiento del material en casi un 40%.
Al analizar los resultados del tratamiento térmico recibido en ambos grupos, se
puede evidencia que para la fijación de los recubrimientos de hidroxiapatita a los
sustratos, un tratamiento con calor a temperaturas de 60, 120, 180, 240°c y 600°c
durante un total de 45 minutos es adecuado. Sin embargo para realizar la fijación
del alginato a los sustratos, una temperatura máxima de 240°c puede ser elevada
dado que se observa desprendimiento de un porcentaje considerable del material
de recubrimiento.
Finalmente para obtención del compuesto hidroxiapatita/alginato se realizaron 6
ensayos descritos en la tabla 3.3.1. En los primeros 4 ensayos se observaba que
al mezclar las dos soluciones presentaban precipitación. Se observó que la mezcla
entre polímero y disolvente con la que se obtuvieron mejores resultados fue el
ensayo # 6 consistente en solución de alginato utilizada para los recubrimientos
63del grupo de alginato a la cual se le adiciono 3ml de H2O destilada,2ml de Etanol
al 95%, 2gr hidroxiapatita en polvo. No se encontró en la literatura parámetros
para realizar la electrodeposición del compuesto hidroxiapatita/alginato mediante
la técnica de electrospray por lo tanto se utilizaron parámetros de recubrimiento
intermedios con las siguientes características: el compuesto fue forzado a través
de la aguja utilizando una bomba de jeringa automática a una velocidad de flujo de
1.5 ml/min. Se aplicó un voltaje de 10 KV entre la aguja y el sustrato de Ti, con
una corriente eléctrica de 30 µA y se utilizó un tiempo de deposición de 15
minutos. La distancia entre la aguja y el sustrato se mantuvo a 3cm. De esta
manera se logro obtener un adecuado recubrimiento sobre los sustratos de Ti.
Para obtener una adecuada fijación del compuesto a los discos de titanio se tomo
en cuenta los parámetros de tratamiento térmico incluidos para el grupo de
sustratos recubiertos con hidroxiapatita únicamente y se observo una adecuada
fijación del mismo.
Al evaluar la caracterización morfológica de los sustratos cabe destacar que las
muestras recubiertas con el compuesto hidroxiapatita/alginato son las que
presentanmayor número de zonas alternantes de baja rugosidad y rugosidad
pronunciada, sin presencia de grietas ni fisuras. El hecho de que el recubrimiento
no sea homogéneo y que la rugosidad sea irregular es propicio para la adhesión y
proliferación de las células del linaje óseo.Esta rango de rugosidad maximiza el
enclavamiento entre el hueso mineralizado y la superficie del implante (11).
Complementariamente el recubrimiento compuesto hidroxiapatita/alginato
presenta un espesor promedio de 1833,213 micras, siendo el recubrimiento con
mayor espesor. Teniendo en cuenta que las superficies en el rango nanométrico
juegan un papel importante en la adsorción de proteínas, adhesión de las células
osteoblásticas y por lo tanto la tasa de oseointegración. Sin embargo, esta
topografía es difícil de producir con tratamientos de superficie. Además, la
superficie topografía nano óptima para la adsorción selectiva de proteínas que
64conducen a la adhesión de las células osteoblásticas y la rápida aposición ósea es
desconocida.
Al observar al SEM y en el análisis perfilométrico,el recubrimiento con alginato,
presenta una configuración similar a fibras, con presencia de grietas y fisuras. Con
espesor promedio de 80,8423 micras siendo este el que presenta menor espesor
de los 3 recubrimientos. Por una parte esta característica puede ser beneficiosa
dado quela respuesta del tejido es dictada principalmente por procesos
controlados en nanoescala(3).Sin embargo también pueden presentar
complicaciones como en este caso desprendimiento del alginato en un 30% en el
acercamiento comparativo a 500x en el SEM. Teniendo encuenta que los
recubrimientos deben tener una fuerte adhesión al implante y una buena fijación al
hueso. Su microestructura y su tasa de disolución deben ser programados para
coincidir con el proceso de curación in vivo, adicionalmente que puedan servir de
modelo para el suministro in situ de las drogas y los factores de crecimiento en los
momentos requeridos (3).
Por otro lado el recubrimiento con hidroxiapatita presenta una disposición más
homogénea con mayor superficie de sustrato recubierto. Presenta pocas zonas de
irregularidad, disminución de frecuencia de picos y valles en comparación con los
recubrimientos de alginato y compuesto hidroxiapatita/alginato. Presenta un
espesor de aproximadamente 1.5 veces mayor (1223,2705 micras) que el grupo
biofuncionalizado con alginato por lo cual no presento desprendimiento de los
sustratos.
4.1Pruebas de biocompatibilidad
Los sustratos con los diferentes recubrimientos se evaluaron mediante pruebas de
biocompatibilidad indirecta de control positivo y negativo.La prueba de control
positivo se realizo mediante la observación de formación de apatita similar al
hueso (apatita bone-like) en su superficie después de la inmersión en SBF.Para un
65material artificial unirse al hueso vivo, es esencial que tenga la capacidad de
formar unacapa de apatita similar al hueso biológicamente activa en su superficie
(47).
La prueba de control negativa fue evaluada por la adsorción de proteínas, este es
el evento casi inmediato que se produce tras la implantación de los metales y
media la respuesta celular y las interaccionesposteriormente entre el implante y el
tejido (48). Además, se reconoce ampliamente que un determinante importante de
la interfasehueso- biomaterial es la unión inicial, propagación y el crecimiento de
los osteoblastos en la superficie del implante y que las mejoras en estos procesos
pueden conducir a una integración más rápida y más extensa aumentando la
estabilidad del implante a largo plazo (49).
Las pruebas in vitro de la adsorción de proteínas ahora están bien establecidos
para evaluar la biocompatibilidad de los biomateriales y son ampliamente
utilizados para evaluar la osteointegración de las aleaciones de titanio (49-50).
Además, el mejor rendimiento de la formación de apatita en aleación de titanio en
SBF in vitro fue confirmada por el efecto benéfico sobre la osteoconducción en el
experimento in vivo realizado por Lu et al. (51).
Prueba apatita bone-like:
El mecanismo por el cual se forma apatita cuando un sustrato de titanio es
sumergido en SBF fue explicado en el trabajo de L. Hao L. Lawrence L (ver figura
16). En un modelo diferentemediante la técnica de caracterización XPS (47): el
mecanismo de la formación de apatita inicia comotitanato de sodio amorfo
formado en el metal de titanio. En el SBF, el titanato de sodio libera iones de Na +
a través del intercambio con iones H3O+ en el líquido para formar grupos Ti-OH
en su superficie. Los grupos Ti-OH formados se combinan inmediatamente con
iones Ca2 + en el fluido para formar titanato de calcio amorfo. Este titanato de
calcio más tarde se combina con iones fosfato en el líquido para formar fosfato de
calcio amorfo con una baja relación Ca: P. El fosfato de calcio se transforma en
66apatita, que exhibe una relación Ca: P de 1,65 y contiene una pequeña
concentración de Mg y Na, similar al mineral ósea (52).
Figura 16: Mecanismo formacion apatita bone-like
Formación de apatita bone-like
Titanio + SBF
Formación de Titanato de
sodio en la superficie
Liberación de Na+ por
intercambio con H3O+
Formación de TiOH en la
superficie
TiOH + Ca2+
Formación de Titanato de
calcio amorfo
Titanato de calcio + Fosfato
Formación de fosfato de
calcio de bajo radio
67Fosfato de calcio con
aumento en el radio Ca:P
Se encontró que la superficie de la titanato de sodio fue altamente cargado
Formación de HA
cuando la relación Ca:P es de 1,65 y
negativamente inmediatamente después de que se impregnó en el SBF. El
contiene pequeñas cantidades de Mg y Na
potencial de la superficie se incrementó con el aumento de tiempo de remojo hasta
un valor máximo positivo. A partir de entonces, se redujo al aumentar el tiempo de
remojo, alcanzó un valor negativo de nuevo y finalmente convergido a un valor
negativo constante. Los grupos Ti-OH formados en la superficie de titanato de
sodio después de la inmersión en SBF están cargadas negativamente y, por lo
tanto, combinar selectivamente ionesCa2 + cargado positivamente en el líquido
para formar titanato de calcio. A medida que los iones de calcio se acumulan en la
superficie, la superficie adquiere gradualmente una carga global positiva. Como
resultado, la superficie cargada positivamente se combina con los iones fosfatos
cargados negativamente para formar fosfato de calcio amorfo. Este fosfato de
calcio se transforma espontáneamente en la apatita, debido a que la apatita es la
fase estable en el medio ambiente corporal (47).
En nuestro estudio el sustrato de titanio sin biofuncionalizar y los 3 sustratos
recubiertos con alginato, hidroxiapatita y compuesto hidroxiapatita/alginato fueron
sumergidos durante 25 días en SBF teniendo en cuenta la evaluación de L. Hao L.
Lawrence L. con el fin de alcanzar un valor negativo constante en el cual los
grupos Ti-OH formados en la superficie de titanato de sodio se combinen
selectivamente con iones Ca2+ cargado positivamente en el líquido para lograr la
formacióntitanato de calcio y de esta manera favorecer la formación de apatita.
Los patrones de difracción de rayos x observados, muestran la presencia de
hidroxiapatita (hidroxi-fosfato de calcio con una configuración cristalográfica
hexagonal) en las cuatro condiciones evaluadas. Se empleó el criterio de la altura
media de la intensidad de la curva de difracción, donde se evidencia que el grupo
68donde se presento mayor formación de HA fueron los grupos recubiertos con
hidroxiapatita y el compuesto hidroxiapatita/alginato. Cabe destacar que como los
dos recubrimientos que presentaron mayor formación de apatita se encontraban
recubiertos con hidroxiapatita, para evitar resultados erróneos se realizo difracción
de rayos X a la hidroxiapatita en polvo que fue utilizada para los recubrimientos y
se comparo con los recubrimientos sumergidos en el SBF, donde se observo un
patrón similar en los ángulos de difracción entre 30 y 36° (Fig. 12). Teniendo en
cuenta lo anterior se pudo evaluar que las muestras correspondientes a los
recubrimientos de HA y compuesto HA/alginato muestran alturas de intensidad de
la curva de difracción mas elevadas, patrones de hidroxi-fosfato de calcio en
ángulos de difracción diferente en comparación al análisis realizado a la
hidroxiapatita en polvo y adicionalmente contiene una pequeña concentración de
Mg y Na, similar al mineral ósea.
La muestra que presento menor formación de Ha fue la del grupo control que no
presentaba recubrimiento de superficie en comparación con las otras 3 muestras.
Lo que nos ayuda a concluir que los tres recubrimientos de superficie realizados
presentan un mayor bioactividad en las pruebas de biocompatibilidad indirecta de
control positivo.
Llama la atención que el grupo de recubrimiento con alginato fue el que mostro en
las líneas de difracción mayor intensidad en cuanto a la formación del elemento de
titanato de calcio que como ya se menciono antes,este más tarde se combina con
iones fosfato en el líquido para formar fosfato de calcio amorfo con una baja
relación Ca: P. para posteriormente transformarse en apatita. Adicionalmente
también se observó presencia de formación de hidroxiapatita, Na y Mg en menor
intensidad que los grupos que contienen recubrimiento de Ha y compuesto
HA/alginato sin embargo mayor formación que el grupo control. Esto comprueba
que el alginato aumenta la biocompatibilidad de los sustratos de titanio.Lo anterior
concuerda con el estudio realizado por Wang et al (10). Donde realizaron
recubrimientos por medio de electrodeposición de alginato/quitosano capa por
69capa sobre sustratos de titanio donde refieren que los resultados indicaron que el
método propuesto puede ser utilizado para fabricar revestimientos compuestos de
alginato/quitosano capa por capa sobre la superficie de titanio a temperatura
ambiente y estos revestimientos compuestos podría tener aplicaciones potenciales
en el campo de la ingeniería de tejidos.
Prueba adsorción de proteínas:
Las moléculas implicadas en la adhesión celular y la propagación incluyen
moléculas de la matriz extracelular, receptores transmembrana y componentes del
citoesqueleto intracelulares. La fibronectina entre otras es una proteína de la
matriz extracelular que se muestran para mediar en la unión de células a los
sustratos, esta proteína se encuentra en muchas matrices extracelulares y en el
plasma sanguíneo y sirve como una molécula de unión entre el sustrato y la
membrana celular de las células dependientes de anclaje. Se sabe que el ligando
fibronectina conecta a la membrana celular a través de receptores de integrina. La
activación de las integrinas desencadena reacciones citoplasmáticas y por lo tanto
estimula la vía de señalización intracelular, posteriormente, las funciones celulares
tales como la proliferación y la diferenciación (54).
Por otro lado, la albúmina humana es una proteína no adhesiva para osteoblastos,
por lo tanto se puede utilizar como prueba de biocompatibilidad de control negativa
(55). La albúmina es el principal componente proteico de suero y domina la
adsorción de los fenómenos en los implantes médicos en la primera etapa de
contacto con los fluidos corporales. Albúmina de suero humano o albúmina de
suero bovino se utilizan a menudo como un agente de pasivación para evitar la
adhesión de las células y la formación de trombos (51).
En nuestro estudio se realizo una prueba de adsorción de proteínas, donde se
tomo 3 discos de Ti recubiertos con HA, 3 discos de Ti recubiertos con alginato, 3
discos de Ti recubiertos con compuesto hidroxiapatita/alginato y 3 discos controles
70y sumergieron en 2.1 ml de Albúmina Bovina 30% en una botella de vidrio a
temperatura ambiente durante 2 horas. La finalidad de realizar la anterior prueba
es encontrar una evaluación de biocompatibilidad de control negativa y poder
realizar un análisis comparativo con la prueba de apatita bone-like de control
positiva.
En el análisis con sonda de espectrometría de dispersión de energía de rayos X,
se observo que ninguno de los 4 grupos presentó adsorción de albumina al
realizar la evaluación química básica y teniendo en cuenta que la albúmina es el
principal componente proteico de suero y domina la adsorción de los fenómenos
en los implantes médicos en la primera etapa de contacto con los fluidos
corporales (51). Estos datos no se tuvieron en cuenta para realizar la conclusión
de biocompatibilidad in vitro dado que se cree que las condiciones en las cuales
fue realizada la prueba no eran similares al ambiente fisiológico de los
componentes de la matriz extracelular. La anterior prueba se realizo a temperatura
ambiente por lo cual se tiene a consideración que esto pudo haber influenciado
significativamente en los resultados.
En el trabajo de Lu et al. Donde realizaron la prueba de adsorción de proteínas
con albúmina de suero humano. Refieren que se realizo una dilución de 1 mg/ml
de albúmina enun buffer de fosfato salino. Las muestras individuales se
transfirieron a una placa de cultivo. A continuación, se añadieron 2,5 ml de
solución de albúmina preparada. Se procedió con la adsorción durante 1 hora en
una incubadora a 37°C. Después de que la adsorción se completo, las muestras
se secaron con N e inmediatamente transferidas a un elipsómetro para la medición
de la capa de proteína adsorbida. Se encontró que el espesor de la capa de
albúmina en el Ti-6Al-4V no tratada es más alta que en el láser de CO2, la
densidad de potencia láser aplicada en el experimento se correlaciona
negativamente con cantidades de albúmina, se inhibe la adsorción de en las
muestras que recibieron tratamiento de superficie con láser CO2.
71Comparativamente con lo anterior se observa que en nuestro estudio tanto las
muestras con tratamiento de superficie como los grupos control no presentaron
ningún porcentaje de adsorción de proteína y se cree que el hecho de no haber
realizado la prueba a 37°, no diluir la albumina bovina al 30% en un buffer fosfato
salino y no realizar un secado en N, pudo haber influenciado significativamente en
el resultado de la prueba. Además se observo que al retirar las muestras después
de 2 horas en la albumina, los sustratos con recubrimiento de hidroxiapatita y
alginato presentaron desprendimiento del material de recubrimiento. Por lo cual se
decidió no tomar en cuenta estos resultados y solo realizar el análisis de
biocompatibilidad indirecta únicamente con la prueba de apatita bone-like.
La biofuncionalización de las superficies mediante la técnica de electroespray es
un enfoque idóneo para realizar recubrimientos de sustratos de titanio dado que se
pueden realizar revestimientos uniformes y reproducibles incluso a nivel de
nanoparticulas.
Por ultimo al evaluar las características morfológicas y químicas llegamos a la
conclusión de que el recubrimiento que presento mayores propiedades favorables
fue el recubrimiento del compuesto hidroxiapatita/alginato sobre los sustratos de
titanio. Se observa que el recubrimiento del alginato a pesar de no ser el que
presenta mayor aumento en las características de biocompatibilidad, si potencia
las características bien conocidas que presenta los recubrimientos de
hidroxiapatita exclusivamente. Por lo anterior y teniendo en cuenta que el alginato
es un polímero se considera que estos revestimientos compuestos podría tener
aplicaciones potenciales en el campo de la ingeniería de tejidos para servir de
vehículo y espaciadores en la entrega de factores de crecimiento, medicamentos,
que pueden impulsar efectivamente la regeneración ósea y mejorar la
oseointegración de los implantes dentales. Lo anterior ha sido demostrado por Liu
et al. Al ser utilizados en modelos animales (29). Incluso recientemente Bosco et
72al 2015 demostró que el alendronato (bifosfonato) vinculado a nanocristales de
hidroxiapatita tiene potencial terapéutico y puede ser considerado como un
material constituyente atractivo de revestimiento para implantes ortopédicos y
orales para su aplicación en pacientes con osteoporosis (53).
735. Conclusiones
1) Los parámetros de procesamiento para realizar recubrimiento de superficies
de titanio con hidroxiapatita, alginato y compuesto hidroxiapatita/alginato
fueron óptimos.
2) El recubrimiento que presento mayores propiedades favorables fue el
recubrimiento del compuesto hidroxiapatita/alginato sobre los sustratos de
titanio. las muestras recubiertas con el compuesto hidroxiapatita/alginato
son las que presentan una morfología de superficie propicia para la
adhesión y proliferación de las células del linaje óseo.
3) Es beneficioso realizar biofuncionalización de la superficie de titanio
mediante la técnica de electroespray ya que con esta se aumenta la
bioactividad en las pruebas de biocompatibilidad indirecta.
4) El recubrimiento del alginato a pesar de no ser el que presenta mayor
aumento en las características de biocompatibilidad, si potencia las
características bien conocidas que presenta los recubrimientos de
hidroxiapatita exclusivamente.
746. Recomendaciones
Para observar mayores resultados en el tratamiento de rehabilitación oral con
implantes de oseointegración, es indispensable realizar nuevos estudios respecto
a los recubrimiento de superficie de los implantes.
A los nuevos grupos de investigación se recomienda continuar trabajando con la
biofuncionalización de superficies de titanio mediante la técnica de electroespray
con las soluciones de hidroxiapatita y alginato. En especial poder ejecutar ensayos
con el recubrimiento compuesto hidroxiapatita/alginato y realizar análisis con
cultivos celulares del linaje óseo e incluso ensayos in vivo en modelo animal. De
esta manera poder contribuir en mejorar la unión intima del implante de titanio al
hueso en las fases de oseointegración.
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