Desarrollo de recubrimientos híbridos bioactivos para implantes dentales

Resumen

En las últimas décadas, el número de procedimiento de inserción de implantes dentales ha aumentado considerablemente. El titanio es el metal utilizado para la fabricación de implantes dentales, por su biocompatibilidad, propiedades mecánicas y buena protección frente a la corrosión. Sin embargo, debido a su carácter bioinerte, la osteointegración es un proceso largo lo que conlleva problemas asociados con la lenta regeneración del hueso en etapas tempranas a la implantación y dificultades de utilización en pacientes con problemas de regeneración ósea.El objetivo principal de este trabajo es el desarrollo de un recubrimiento como vehículo de liberación de moléculas osteoinductivas que al ser liberadas impulsen la reparación del tejido e induzcan y aceleren el proceso de osteointegración de los implantes y así superar las dos grandes carencias mencionadas.Se propone la preparación de recubrimientos híbridos orgánico-inorgánicos obtenidos mediante el proceso sol-gel. El recubrimiento desarrollado debe ser biodegradable y tener capacidad osteoinductora, para promover la adhesión y proliferación celular. Y la indispensable mineralización. Se opta por precursores de silicio debido a las ventajas que presentan, por ejemplo capacidad osteoinductiva (liberación de silicio) y fuerte adhesión rebubrimiento-metal. Se seleccionaron 4 precursores con estructura y composición química diferentes: vinil-trietoxisilano (VTES), metil-trimetoxisilano (MTMOS), glicidoxipropil-trimetoxisilano (GPTMS) y tetraetil-ortosilicato (TEOS). A los recubrimientos obtenidos de estos precursores se les realizan distintas caracterizaciones y se selecciona aquel con el cual se obtiene el recubrimiento que mejor se ajuste a las propiedades deseadas y que es la base para el desarrollo de ldos nuevas series de recubrimientos.Se combina el MTMOS con el TEOS, para obtener recubrimientos con mayor degradabilidad que promuevan el proceso de osteointegración, Por otro lado, se añade al MTMOS distintos porcentajes de GPTMS, con el objetivo de conseguir materiales donde mediante la reactividad que aporta el grupo epoxi se obtenga una superficie activa para aplicaciones específicas. En estos recubrimientos, se realiza un estudio de la capacidad de osteoinducción de los recubrimientos desarrollados mediante ensayos de proliferación de células madre mesenquimales (AMSCs), diferenciación de estas a osteoblastos y la mineralización de los mismos. Se comprueba que con la adición de TEOS se mejora la proliferación y la mineralización de células madre mesenquimales ya que se obtiene recubrimientos con mayor degradabilidad y mayor liberación de silicio. Igual que en el caso de los materiales con GPTMS, ya que en estos materiales compuestos por redes abiertas y con grandes canales, se produce una mayor tasa de liberación de silicio. Adicionalmente, los recubrimientos obtenidos mantienen la funcionalidad que aporta el grupo epoxi.Los resultados obtenidos muestran que las dos series de recubrimientos desarrollados el papel del silicio liberado es significativo en su capacidad de inducir, promover y acelerar el proceso de osteointegración.Sin embargo, con el fin de incrementar tanto la capacidad de regeneración ósea como las posibilidades terapéuticas de los recubrimientos se realiza un estudio para evaluar la capacidad de los diferentes recubrimientos desarrollados como vehículos de liberación, donde se añade al recubrimiento un fármaco modelo. Del análisis de resultados se concluyó que los recubrimientos desarrollados pueden actuar como vehículos de liberación de distintos agentes y favorecer por distinta vía la osteointegración del implante.