P(EMA-co-HEA)/SiO2 hybrid nanocomposites for guided dentin tissue regeneration: structure, characterization and bioactivity

Abstract

Se sintetizaron nanocompuestos híbridos en bloque de poli(etil metacrilato-co-hidroxietil acrilato) 70/30 wt%/sílice, P(EMA-co-HEA)/SiO2, con distintas proporciones de sílice hasta el 30 wt%. El procedimiento de síntesis consistió en la copolimerización de los monómeros orgánicos durante la polimerización sol-gel simultánea de tetraetoxisilano, TEOS como precursor de sílice. El TEOS se hidroliza eficientemente y condensa dando lugar a sílice, y presenta una distribución homogénea en forma de agregados inconexos de nanopartículas de sílice elementales en los híbridos con bajos contenidos de sílice (<10 wt%) o redes continuas interpenetradas con la red orgánica tras la coalescencia de los agregados de sílice (>10 wt%). La red polimérica orgánica se forma en los poros producidos en el interior de las nanopartículas elementales de sílice, y también en los poros formados entre los agregados de nanopartículas. Los nanohíbridos con contenidos de sílice intermedios (10-20 wt%) exhibieron las propiedades más equilibradas e interesantes: i) refuerzo mecánico de la matriz orgánica conseguida gracias a redes de sílice continuas e interpenetradas, ii) buena capacidad de hinchado debida a la expansión de la red orgánica no impedida todavía por un esqueleto de sílice rígido, y a un número alto de grupos silanol terminales hidrófilos (concentraciones inorgánicas en los alrededores de la coalescencia), y iii) mayor reactividad superficial debido a un contenido relativo bastante elevado de grupos polares silanol terminales disponibles en las superficies. La 'bioactividad' o capacidad de los materiales en bloque de formar hidroxiapatita (HAp) sobre sus superficies fue estudiada in vitro sumergiéndolos en fluido biológico simulado (simulated body fluid, SBF). La formación de la capa de HAp viene controlada por el mecanismo y el tiempo de inducción a la nucleación de la misma, que dependen a su vez de la estructura de la sílice.