Diseño de soportes macroporosos para reparación ósea produciods con tecnología de impresión 3D

Abstract

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[ES] El proyecto pretende la producción de soportes macroporosos para la regeneración de defectos críticos de hueso y cartílago. El soporte en la regeneración ósea requiere tener poros de suficiente tamaño como para ser invadidos por tejido del hueso y capilares sanguíneos que aseguren la viabilidad del tejido regenerado. En este proyecto se diseñan y fabrican plantillas de estructura porosa para luego generar un material con una geometría de canales interconectados a través de una impresora tridimensional. El diseño de las estructuras porosas se realizará en un programa CAD y se pasará al software de la impresora 3D. La fabricación de las plantillas se llevará a cabo por medio de la impresora tridimensional. Con la impresora 3D se pueden emplear una amplia gama de materiales, en este proyecto se ha elegido imprimir con el polímero polivinil alcohol por su característica de disolverse en agua. Sobre estas plantillas se fabricarán dos soportes macroporosos con dos materiales diferentes, policaprolactona (PCL) y polifluoruro de vinilideno (PVDF). La elección de la PCL se justifica por sus antecedentes como biomaterial en regeneración de cartílago; se compararán estos soportes macroporosos obtenidos a partir de las plantillas con otros soportes cuya geometría de poro es esférica y se valorarán las bondades de cada uno de ellos. En el caso del PVDF se escogió debido a su propiedad piezoeléctrica que, cuando es sometido a un esfuerzo mecánico, crea un campo eléctrico que favorece el crecimiento y la diferenciación celular. El material se inyecta en la plantilla creada con la impresora 3D disuelto en un disolvente adecuado, se elimina el disolvente mediante procesos de evaporación o de extracción en frío y finalmente se disuelve la plantilla en agua quedando el negativo de la muestra. Sobre estas muestras se procederá a realizar una caracterización mecánica, estudios de la morfología del material y de la microestructura e interconectividad de los poros.