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Con cerámica desarrollan figuras para remplazar partes óseas

Con pastas cerámicas se imprimieron figuras geométricas con porosidades interconectadas y propiedades mecánicas adecuadas, que en un futuro próximo podrán ser biocompatibles para constituirse en scaffolds o soportes de huesos.

Medellín, 30 de agosto de 2017Agencia de Noticias UN-

Los prototipos se elaboran con una pasta cerámica comercial, empleada, por ejemplo, para hacer pocillos. Fotos: cortesía Sebastián Ocampo.

Las piezas se imprimieron en 3D.

Los modelos deben tener las porosidades propias del hueso para garantizar que los tejidos ingresen en ellos y se puedan regenerar.

La impresión 3D involucra el desarrollo de un modelo.

Los materiales utilizados convencionalmente como reemplazo de hueso son resistentes pero pueden desgastar el órgano.

Claudia García García, docente de la Escuela de Física de la U.N. Sede Medellín. Foto: Unimedios.

Según el indicador obtenido es posible procesar, en una impresora 3D, materiales inorgánicos que pueden funcionar para elaborar soportes de hueso en caso de que se requiera reemplazar alguna parte de este tejido, que es a lo que le apunta la investigación.

En ese sentido, es fundamental que los materiales tengan características similares a las del órgano: “deben ser reabsorbibles para que se puedan disolver a medida que el hueso crezca, cumpla su función, y que incluso en él se puedan sembrar células que ayuden a su reparación”. Así lo explica la líder de la investigación, Claudia Patricia García García, profesora de la Escuela de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Medellín.

La docente destaca, además, que materiales como el platino, usados convencionalmente como soportes de tejido óseo, tienen buena resistencia, pero por ser tan diferentes al hueso a veces generan ciertos problemas: “puede suceder que el componente metálico es tan duro que desgaste el mismo hueso”, explica. Ese riesgo se minimiza con la cerámica adecuada con fosfatos de calcio y vidrio.

Antes de incluirlos en la cerámica, el fosfato de calcio y el vidrio se sintetizaron por métodos diferentes. Se observó que tanto el de solgel, como el de vidrio –preparado por mezcla de solgel y autocombustión– dieron los mejores resultados.

El solgel es una metodología química de síntesis que mezcla reactivos líquidos, los cuales reaccionan y forman enlaces con las moléculas desarrollando un gel que luego se solidifica mediante un tratamiento térmico para formar, finalmente, un material cristalino.

Prototipos en 3D

Para probar que las cerámicas se pudieran imprimir en 3D se hicieron modelos en una pasta comercial (con la que, por ejemplo, se pueden elaborar pocillos), ya que convencionalmente en impresión 3D se han utilizado los biopolímeros o plásticos.

Las figuras realizadas tienen las formas particulares que requieren los soportes del hueso. Una de las características principales son las porosidades interconectadas, fundamentales para que los tejidos se alberguen allí y se regeneren.

En este sentido, la metodología de impresión 3D es importante, ya que presenta ventajas para lograr esas especificidades en los materiales.

En el estudio se evaluó la resistencia máxima a la compresión de las figuras geométricas impresas en cerámica convencional, ya que esta es la característica primordial de los huesos que también debe ser semejante en el material que los reemplace, explica la profesora García.

La experta afirma que para lesiones que requieran de un soporte de hueso sería preciso utilizar un material que realice este trabajo con el fin de que el paciente, por ejemplo, se pueda sostener mientras el hueso se regenera.

La investigación se hizo en el Laboratorio de Cerámicos y Vítreos de la Facultad de Ciencias de la U.N. Sede Medellín. La etapa siguiente es formular la pasta cerámica utilizando el fosfato de calcio y el vidrio, además de otros aditivos para imprimir soportes de hueso con las geometrías que ya se probaron y que se pueden lograr.

(Por: Fin/KAG/MLA/LOF
)
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