Development of polymer-ceramic hybrid membranes for bone tissue engineering

Abstract

[EN] The aim of the work is to develop polylactic acid (PLA) based materials with enhanced mechanical behavior to be used in bone tissue engineering. Supports consist in microporous membranes functionalized with amine groups grafted onto the surface by aminolysis reaction and covered with an inorganic phase produced by sol-gel reactions. In situ sol-gel reaction was performed with two alkoxysilane precursors (tetraethylorthosilicate (TEOS) and 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS)), creating a silica network at particular conditions of pH and temperature. This kind of silica layer is deposited as a thin layer improving the stiffness of the membrane and its bioactivity as shown in previous studies. Covalent bonding between amine groups added to the membrane and the epoxy group of GPTMS was induced in order to ensure stress transmission in the organic/inorganic hybrid material. Physicochemical properties of the materials were characterized. On the other hand, cell attachment and osteoblastic differentiation potential was studied using porcine bone marrow mesenchymal stem cells.

[ES] El propósito del trabajo fue desarrollar materiales basados en ácido poliláctico con propiedades mecánicas mejoradas para su uso en ingeniería tisular ósea. Los andamios consisten en membranas microporosas funcionalizadas con grupos amino en su superficie y cubiertos con una fase inorgánica creada mediante sol-gel. La reacción sol-gel in situ se realizó con dos precursores el tetraetilortosilicato (TEOS) y el 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTMS), creando una red de sílice en unas condiciones específicas de pH y temperatura. Esta red de sílice se deposita como una fina capa sobre las paredes del poro mejorando su resistencia mecánica y su bioactividad. Se estudió la formación de enlaces covalentes entre los grupos amino de la membrana funcionalizada y el anillo epoxi que posee el GPTMS con la finalidad de crear un material con sus fases orgánica e inorgánicas unidas covalentemente. Se estudiaron las propiedades fisicoquímicas del material así como la adhesión celular y su posible efecto en la diferenciación a osteoblasto utilizando células madre mesenquimales.