Desarrollo de scaffolds inteligentes para la prevención y tratamiento de la infección ósea

Abstract

[EN] Bone infection is one of the most common problems that usually appear after a prosthesis surgery. In this work, we propose the development and characterisation of a mesoporous material, which can be 3D-printed in the future as a biocompatible and biodegradable scaffold. As a proof of concept, we propose a new material equipped with molecular gates, which allows a controlled release of any substance stored into its mesopores. The mesopores are loaded with a dye, and the surface of the material is functionalised with a polyamine, allowing the bonding with the molecular gate consisting in ATP molecules. Thus, the dye is retained into the material mesopores until the molecular gate is opened by the presence of an external stimuli. In this case, the external stimuli is the alkaline phosphatase, an enzyme present in bone infection processes, which allows the controlled release of the dye only in specific situations.

[ES] La infección ósea es un problema que surge comúnmente tras el implante de prótesis óseas. En este trabajo, se propone el desarrollo y caracterización de un material mesoporoso para la futura impresión de un scaffold biocompatible y biodegradable. Como prueba de concepto, se propone la implementación de puertas moleculares a este material, que permitirán la liberación controlada de cualquier sustancia almacenada en los mesoporos del scaffold. Para ello, los mesoporos se encuentran cargados con un colorante, y su superficie se encuentra a su vez funcionalizada con una poliamina, a la cual se une una puerta molecular de ATP. De esta forma, el colorante se encuentra retenido en el interior de los poros del mat, hasta el momento en el que las puertas moleculares se abran a causa de la presencia de un estímulo externo. Este estímulo externo es la fosfatasa alcalina, presente en procesos de infección ósea. De este modo, el material sólo liberará su contenido en situaciones determinadas.