Correo: laura.plasma.tec@gmail.com
- Profesor supervisor: Dr. Jorge Cubero Sesin, Tecnológico de Costa Rica
- Asesor externo: Dr. rer. nat. Holger Testrich, INP Greifswald, Alemania.
Periodo del trabajo: Marzo 2015-Marzo 2017
Titulo del proyecto: "Deposiciones bioactivas y antibacteriales por Plasma Spray sobre polímeros utilizados en aplicaciones ortopédicas y de ingeniería de tejidos"
Resumen del proyecto:
Los polímeros en el área de los dispositivos médicos juegan un papel importante debido a su bajo costo, bajo peso específico y funcionalidad, así como por avances recientes en su procesamiento, por ejemplo mediante la manufactura aditiva, entre otros factores. Algunas aplicaciones de estos materiales en el área ortopédica que toman ventaja de estas características son: implantes fijadores para fracturas, andamios proteicos en la ingeniería de tejidos óseos y cajas medulares para el reemplazo de discos intervertebrales en cirugía medular.
En la mayoría de casos, se busca que este tipo de dispositivos propicien la regeneración y crecimiento del hueso y que mejoren la oseointegración con la estructura restante del hueso o tejido, así como evitar complicaciones post-quirúrgicas como infecciones bacterianas. Para lograr estos propósitos, estos dispositivos médicos pueden ser recubiertos con materiales como hidroxiapatita y dióxido de titanio, con tecnologías como el termorrociado o spray térmico. Entre las diferentes técnicas de spray térmico, la de Atmospheric Plasma Spray (APS), o plasma spray atmosférico, es la más ampliamente usada para recubrir implantes. No obstante, los recubrimientos por plasma spray han sido primariamente aplicados a sustratos metálicos, y desafortunadamente existen muy pocos estudios de recubrimientos sobre polímeros y materiales compuestos.
Por tanto, el propósito del presente trabajo fue recubrir con materiales bioactivos y antibacteriales, probetas de los polímeros PEEK, PLA y PVA. Estos polímeros son comúnmente utilizados en ingeniería tejidos, y a su vez se pueden procesar mediante manufactura aditiva (impresión 3D), presentando potenciales aplicaciones para la industria ortopédica personalizada. Los resultados son presentados en términos de un estudio de la macro y microestructura del recubrimiento mediante análisis de microscopía electrónica de barrido/espectroscopía de energía dispersa (SEM/EDS) y difracción de rayos-X (XRD); y de la estabilidad física, térmica y química, mediante análisis termogravimétrio (TGA) y espectroscopía de fotones de rayos-X (XPS). En estos términos, los resultados indican deposiciones exitosas de capas de TiO2+HAp y TiO2+HAp+3 wt.% Cu para el PEEK, con evidencia de adhesión de osteoblastos MG63 y una reducción en la proliferación de bacterias, respectivamente.