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Implantes óseos antibacteriales

En la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Manizales se obtuvo hidroxiapatita (HA) a partir del hueso de bovino (vaca), a la que se le incorporó óxido de zinc (ZnO) para mejorar sus propiedades antimicrobianas.

Manizales, 15 de diciembre de 2016Agencia de Noticias UN–

Evaluación de la actividad antimicrobiana.

Carolina Gálvez Coy, estudiante de la Maestría en Ciencias- Física de la U.N. Sede Manizales.

Hueso de bobino (vaca) para extraer hidroxiapatita (HA).

Hidroxiapatita obtenida a 600, 800 y 1.000 oC.

Una de las principales complicaciones de los implantes óseos son las infecciones causadas por microorganismos, lo que ocasiona costos adicionales tanto para las instituciones de salud como para el paciente, quien debe ser intervenido con terapia antibiótica. 

En esta actividad se evaluaron dos clases de microorganismos: pseudomonas aeruginosa y staphylococcus aureus, bacterias que normalmente generan infecciones cuando se hace procedimientos médicos y quirúrgicos, es decir cuando se implementa un material como la HA, componente natural de los huesos de los animales vertebrados. 

“Al incorporarle ZnO a este material se genera una barrera o la separación de estos microorganismos de la HA. Este logro disminuiría el uso de antibióticos en pacientes que requieran tratamiento de un implante en un defecto óseo o en una fisura”, explicó Carolina Gálvez Coy, estudiante de la Maestría en Ciencias-Física de la U.N. Sede Manizales. 

Además, explicó que el ZnO mejora las propiedades antimicrobianas de la HA frente a dichos microorganismos, con un porcentaje de inhibición (rechazo) de alrededor del 50 %. 

Procedimiento de obtención de (HA) 

Este proceso se realizó sometiendo el hueso de bovino a un tratamiento térmico –temperatura de calcinación de 1.000 °C durante 3,5 horas– el cual permitió eliminar el colágeno y las proteínas del fémur utilizado. 

Para el dopaje o mezcla de nanopartículas de óxido de zinc se utilizaron tres porcentajes de este material: 1,5 %, 5 % y 10 %, con el fin de identificar el más adecuado para mejorar las propiedades que después se van a usar en un relleno óseo. 

“Cuando el grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM) de la U.N. hizo el análisis respectivo, pudo concluir que el porcentaje adecuado para realizar este tipo de procedimientos es 1,5 %, ya que con este se generan halos de inhibición y además hay sustitución de átomos de calcio por átomos de zinc, sin que se genere una nueva fase en la HA”, manifestó Carolina Gálvez Coy. 

En el análisis de la composición elemental se observó que las muestras obtenidas contienen principalmente calcio, fósforo y oxígeno, y en menor cantidad trazas de magnesio, elemento crucial para la regeneración ósea o la reconstrucción del hueso. 

La estudiante destacó que el proceso no es costoso porque el uso de reactivos químicos es mínimo, obteniendo HA con calidades comparables a las disponibles en el mercado. 

En la actualidad, la HA sintetizada químicamente tiene un costo comercial alto, ya que parámetros como temperatura, el pH y la pureza de los reactivos iniciales son fundamentales y deben ser constantemente controlados para lograr alta calidad. 

“Nosotros obtenemos un gramo con un costo cercano a los 22.000 pesos, mientras que en el mercado vale alrededor de 200.000 pesos”, dijo Carlos Vargas Hernández, profesor de la Sede Manizales y director del grupo de investigación. 

Este proyecto de maestría estuvo a cargo del grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM), dirigido por el profesor Carlos Vargas Hernández, y contó con el apoyo de los estudiantes de Ingeniería Física Marco Aurelio Avellaneda Céspedes, María Fernanda Vargas Charry y Natalia Alzate Acevedo. También contó con el respaldo de Tecnoacademia Manizales-Centro de Automatización Industrial del Sena Regional Caldas.

(Por: Fin/JDMP/MLA/LOF
)
N.° 77

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