Examinando por Materia "Regeneración ósea"
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Publicación Acceso abierto Caracterización Biomédica de Materiales Osteoconductivos.(2018-04-18) Aguilar Castro, Yesid; Gutiérrez, Óscar; Muñoz, Jaime; Esguerra Arce, Adriana; Esguerra Arce, JohannaSe diseñó una novedosa mezcla de fosfatos de calcio y titanato de calcio con el fin de obtener un recubrimiento con comportamiento mecánico, adhesión y osteoconducción superiores a los recubrimientos usados actualmente en vástagos de prótesis de cadera. Para ello se obtuvieron mezclas de hidroxiapatita en polvo con 25, 50 y 75% en volumen de titanato de calcio, se compactaron y se sinterizaron en atmósfera de aire. Después del tratamiento térmico, estos compuestos de oxihidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2-2xOx□x) y titanato de calcio se evaporaron por medio de magnetrón sputtering sobre un sustrato AISI 304/Ti, obteniéndose los respectivos recubrimientos. Igualmente se produjeron recubrimientos 100% fosfato de calcio (CP) y 100% titanato de calcio (TC). Se hizo un análisis detallado de los pasos polvo → blanco y blanco → recubrimiento mediante caracterización química y microestructural en cada paso. A los recubrimientos se les evaluaron sus características topográficas, mecánicas, electroquímicas, tribológicas y biomédicas in vitro. Se encontró que los recubrimientos 75CP-25TC y 0CP-100TC son superiores a los recubrimientos 100CP-0TC, 50CP-50TC y 25CP-75TC, por lo que son candidatos apropiados como recubrimientos para remplazo de tejido óseo y regeneración. El recubrimiento 75CP-25TC mostró como ventaja una mayor osteoconductividad in vitro y el recubrimiento 0CP-100TC mostró como ventaja que desgasta menos al tejido óseo en interacción tribo-electroquímica. Por tanto, ambos se proponen para estudios posteriores de caracterización in vivo. Por otro lado, se propuso el uso del sistema de recubrimientos Ti-Al-N/Fosfato de calcio – quitosano (FC-QS) para aplicación en sistemas de fijación ósea externa. El recubrimiento Ti-Al-N para mejorar la resistencia a la corrosión por fretting, y el recubrimiento de fosfato de calcio – quitosano como recubrimiento bioactivo y biodegradable. El recubrimiento de Ti1-xAlxN se sintetizó por medio de magnetrón co-sputtering. Se evaluó el efecto del contenido atómico de aluminio, x, en su resistencia a la corrosión y a la corrosión por fretting, así como en su desempeño biomédico in-vitro. El valor de x fue igual a 0.39, 0.47, 0.61 y 0.69 y las fases encontradas fueron la TiN tipo NaCl y la Ti2AlN. Todos los recubrimientos mostraron ser biocompatibles. El recubrimiento con x = 0.39 se escogió como el recubrimiento óptimo dado su mejor desempeño. El recubrimiento de 70%FC-30%QS se sintetizó por medio de co-precipitación química y por inmersión de los sustratos. Se evaluó el efecto de la relación ácido cítrico a [Ca+2] en la estabilidad de películas de FC-QS, en su topografía superficial y en su adherencia, variando la relación en 2:1, 3:1 y 4:1. Los tres recubrimientos mostraron ser biocompatibles y se encontró una influencia de la relación ácido cítrico a [Ca+2] en la composición química de los recubrimientos, así como en su rugosidad y adherencia sobre el acero. El recubrimiento con relación 2:1 presentó la mayor adherencia y biocompatibilidad, por lo que se seleccionó para ser depositado sobre el recubrimiento óptimo de Ti1-xAlxN. Se concluyó que el sistema Ti0.61Al0.39N/FC-QS con relación ácido cítrico a [Ca+2] de 2:1 exhibe las propiedades idóneas para la aplicación propuesta, por lo que se propone como candidato para pruebas biomédicas in-vivo.Publicación Acceso abierto Desarrollo de una matriz polimérica obtenida por la técnica de electrospinning para regeneración ósea.(2019-10-30) Mina Hernandez, Jose Herminsul; Zuluaga, Hector Fabio; Valencia Llanos, Carlos HumbertoLos accidentes de tránsito en Colombia presentan una gran prevalencia y las estadísticas del instituto colombiano de Medicina Legal muestran una tendencia a conservarse así. Una de las zonas anatómicas más afectadas en un accidente de tránsito es el complejo cráneo facial. Los huesos del cráneo y de la cara a menudo presentan problemas para regenerarse, siendo necesario recurrir a técnicas reconstructivas y en el caso del cráneo, a elementos como las mallas y láminas de titanio que aunque logran sellar la cavidad, son incapaces de estimular la regeneración ósea y elevan notablemente los costos del tratamiento. Los defectos óseos de gran tamaño se comportan como “críticos”, y son incapaces de cicatrizar espontáneamente, siendo necesario la utilización de injertos o sustitutos óseos para estimular la iniciación y desarrollo del proceso regenerativo. También son considerados defectos de tamaño crítico las cavidades que permanecen como consecuencia de la extirpación quirúrgica de lesiones intraóseas como tumores, quistes, osteomielitis, etc., y las pérdidas fisiológicas de los rebordes alveolares en la cavidad oral. Los materiales de elección para injerto, son en primer lugar el hueso del propio paciente (autoinjerto), y como segunda opción los aloinjertos, provenientes de un banco de hueso, o los xenoinjertos, que tienen su origen en otras especies. El desarrollo científico, con la aparición de la Ingeniería de Tejidos, ha permitido una tercera opción que son los aloplásticos, materiales sintéticos capaces de servir como soporte al desarrollo tisular. De la gran variedad de materiales utilizados, los polímeros por sus propiedades físicas, químicas y biológicas, son los mejores candidatos para la elaboración de matrices, con las cuales se busca estimular el proceso regenerativo y reparar el tejido dañado mediante la incorporación de células del mismo organismo.Publicación Acceso abierto Desarrollo y caracterización de matrices extracelulares artificiales para regeneración ósea(Universidad de Valle, 2016) Valencia Llano, Carlos Humberto; Zuluaga Corrales, Héctor Fabio; Ortíz Salazar, Mario AlejandroEl tejido óseo se pierde por procesos fisiológicos, patológicos y traumáticos, y dependiendo del volumen remanente una lesión podrá regenerarse o no. La ingeniería de tejidos combina técnicas de Ingeniería con principios de las ciencias biológicas con el fin de utilizar estrategias para regenerar el tejido dañado o perdido, el objetivo final de la Ingeniería de tejidos es restaurar el tejido de novo utilizando la capacidad regenerativa del organismo y apoyándose en la utilización de tres estrategias: Células, Moléculas de señalización (Factores de crecimiento) y Andamios o Matrices (1). Utilizando metodologías de las Ingenierías, el hueso es estudiado como un sistema, y la cicatrización como un proceso en el que intervienen múltiples factores, identificándose algunos aspectos que son relevantes: Es necesario conservar un espacio para que se dé el proceso cicatrizal; se necesitan estructuras tridimensionales que sirvan de soporte a los procesos celulares y es indispensable la vascularización. De las estrategias que plantea la ingeniería de tejidos, la más utilizada en el campo de la regeneración ósea ha sido la de los andamios o matrices, entendiéndose por andamio a la estructura tridimensional fabricada o procesada en un laboratorio con el fin de permitir el crecimiento celular y tisular, y como matriz el andamio cuando ha sido colonizado por células y éstas depositan su matriz extracelular. De acuerdo a la norma ASTM F2150-02 (Standard Guide for Characterization and Testing of Biomaterial Scaffolds Used in Tissue-Engineered Medical Products), un andamio es un soporte, vehículo o matriz para facilitar la migración, adhesión, o transporte de células o moléculas bioactivas que es usada para reemplazar, reparar o regenerar tejidos. En la práctica las tres estrategias se combinan para lograr el resultado esperado (1), por ejemplo un andamio puede ser utilizado para transportar células y/o sustancias bioactivas al sitio que se desea regenerar. Según este enfoque al aplicar un substituto óseo en un sitio quirúrgico, éste actuará como una andamio que va a facilitar el proceso cicatrizal, y en el caso de un injerto se estará trasportando además de células, las sustancias bioactivas tomadas durante la explantación. La aplicación de los conceptos de ingeniería de tejido en el campo de la regeneración ósea parte de la comprensión de tres conceptos: Osteogénesis, Osteoinducción y Osteoconducción, ya que éstas serán las cualidades que los andamios, deberán presentar, (2). Por osteogénesis se entiende la capacidad de un biomaterial para generar hueso nuevo a expensas de células que están incluidos en él; la osteoinducción es la cualidad de incentivar a la diferenciación celular por la presencia de sustancias bioactivas y como osteoconducción se entiende la capacidad del material de proveer soporte mecánico, sitios para anclaje celular y crecimiento vasculaPublicación Acceso abierto Preparación y caracterización de cementos óseos acrílicos modificados con un fosfato calcico y metacrilato de dietilamino etilo (DEAEM)(Universidad del Valle, 2014) Guerrero Ibarguen, Hosmin Julián; Mina Hernández, José Herminsul; Lozano Nieva, Karen JesseniaEl cemento óseo ha estado en el mercado durante casi 40 años desde su introducción por el señor John Charnley. Los cementos óseos tradicionales, hechos principalmente de metacrilato de metilo (MMA) y de (PMMA), presenta alta reacción exotérmica, cantidades de monómero residual, encogimiento después del curado, inadecuadas propiedades mecánicas y aflojamiento del cemento. Las formulaciones mejoradas incluyen activadores de baja toxicidad, monómeros de bajo calor de reacción y componentes bioactivos para mejorar la biocompatibilidad. (ISLAS -BLANCAS, y otros, 2001). Uno de los grandes desafíos a los que se enfrenta la ciencia de materiales de nuestro tiempo es el diseño de una nueva generación de biomateriales para la substitución y regeneración de las diversas partes del cuerpo humano, que supere las expectativas actuales de éxito de los implantes a largo plazo.Publicación Acceso abierto Secuencias proteicas cortas y sus estructuras secundarias: análisis informático e inferencia biólogica(Universidad de Valle, 2013) Mejia Carmona, Diego Fernando; Tischer, IreneLa vida como se conoce, no se podría concebir sin las funciones proteicas, que dependen de una estructura tridimensional particular para ser funcionales. La estructura a su vez, depende esencialmente de la secuencia de aminoácidos. Con esto, comprender la vida implica entonces comprender la forma como la secuencia proteica determina la estructura, y a su vez, la función. El conocimiento sobre estructura y función de proteínas es fundamental en las ciencias de la vida, y da origen a campos nuevos como Ingeniería de Proteínas y Nanotecnología Biológica, industrialmente prometedores. La determinación experimental de la estructura es costosa en tiempo, dinero, infraestructura y recurso humano. Con los proyectos genoma y la gran cantidad de información que éstos producen, hay una creciente brecha entre la aparición de secuencias y el conocimiento de la estructura y función proteicas. Los esfuerzos se dirigen entonces a dilucidar computacionalmente la estructura y función proteicas, desde de la secuencia de sus aminoácidos. En este trabajo analizamos datos experimentales de estructuras proteicas enfocándonos en aminoácidos individuales y tripletas de ellos, y su aparición en las estructuras secundarias de las proteínas almacenadas en el Banco de Datos de Estructuras de Proteínas (PDB). A partir de las frecuencias de aminoácidos y tripletas, y de su aparición en estructuras secundarias, se dedujo información en términos de la composición de aminoácidos, estructura secundaria de diferentes grupos de proteínas, su estabilidad estructural y su tendencia a adquirir ó no, otra estructura secundaria, con lo que se identifican combinaciones de residuos que le confieren particularidades estructurales a una proteína, para ser usadas en el rediseño de proteínas. Por otro lado, se reconstruyeron computacionalmente, Proteínas Morfogenéticas de Hueso (BMPs) y enzimas Beta-Lactamasas ancestrales, que luego se resucitaron en el laboratorio. Las Beta-Lactamasas ancestrales se caracterizaron en términos de su actividad enzimática y estabilidad térmica, encontrando que las enzimas reconstruidas presentan mayor promiscuidad de sustrato y mayor termoestabilidad, que sus equivalentes actuales. Las BMPs ancestrales recosntruidas muestran hasta el momento, mayor actividad en la regeneración ósea en cultivo y en huesos de animales pequeños, y se perfilan como candidatas para su uso en cirugías ortopédicas y maxilofaciales.Publicación Acceso abierto Synthesis and chemical and structural characterization of hydroxyapatite obtained from eggshell and tricalcium phosphate(Universidad del Valle, 2016-01-19) Arboleda, Alejandro; Franco, Manuel; Caicedo, Julio; Tirado, Liliana; Goyes, Clara(Eng) The eggshell is a common residue that is usually discarded without giving any use to it. In this paper the results obtained from a proposed procedure to get hydroxyapatite (HA) from eggshell are shown. The HA is a calcium phosphate which has been widely used as implant material due to the close similarity of its composition with the inorganic phase of natural bone. HA generally has a high cost and it is presented as micro and nanostructured bioceramics; the last one is a promising option for tissue engineering nanotechnology. In this study, results of X-ray diffraction (XRD) showed the hydroxyapatite production exhibiting the characteristic peaks of this material for the cubic phase fcc (111), (102), (211), and for the hexagonal phase hcp (h-211) and (h-322). From the results of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), it was possible to determine the active modes of vibration corresponding to hydroxyapatite (Ca10 (PO4)6(OH)2). From the results of scanning electron microscopy, it was determined the topography of the ceramic powder as well as its morphological distribution.