Síntesis y caracterización de biomateriales con aplicación en la regeneración de tejidos biológicos

Abstract

[Resumen] En este Trabajo de Fin de Grado se ha estudiado la síntesis por vía húmeda de fosfato cálcico bifásico (compuesto por hidroxiapatita y β-fosfato tricálcico) y la síntesis de ambos compuestos puros por vía seca y vía húmeda. Los resultados obtenidos nos indican que el fosfato cálcico bifásico se puede preparar de manera sencilla y rápida mediante vía húmeda. Por el contrario, la hidroxiapatita y el β-fosfato tricálcico se obtuvieron puros empleando una vía seca. Para la caracterización morfológica, composicional y estructural de los productos obtenidos se han empleado diferentes técnicas, como por ejemplo de difracción de rayos X de polvo, espectroscopía infrarroja, energía dispersiva de rayos X, microscopía electrónica de barrido y de transmisión, análisis termogravimétrico y también se han realizado ensayos de compresión. Los resultados indican que el fosfato cálcico bifásico obtenido por vía húmeda se puede emplear para su uso como andamiaje en la regeneración de tejido óseo dado que presenta las características físicas y químicas que lo hacen un buen candidato para éste propósito. Por otra parte, se ha realizado la preparación de biocomposites mediante la funcionalización de la superficie del fosfato cálcico bifásico con policaprolactona o polietilenglicol. Para la obtención del biocomposite con policaprolactona, se ha realizado una reacción de polimerización consiguiendo la formación del polímero, pero este no se ha adherido a la superficie de la cerámica. También se ha preparado un biocomposite con polietilenglicol, en este caso se ha preparado una dispersión en agua de polietilenglicol y fosfato cálcico bifásico obteniendo un recubrimiento efectivo del material cerámico.

[Resumo] Neste Traballo de Fin de Grao estudouse a síntese por vía húmida de fosfato cálcico bifásico (composto por hidroxiapatita e ß-fosfato tricálcico) e a síntese de ambos compostos puros por vía seca e vía húmida. Os resultados obtidos indican que o fosfato cálcico bifásico pódese preparar de maneira rápida e sinxela mediante vía húmida. Polo contrario, a hidroxiapatita e o ßfosfato tricálcico obtivéronse puros empregando unha vía seca. Para a caracterización morfolóxica, composicional e estrutural dos produtos obtidos empregáronse diferentes técnicas, como por exemplo de difracción de raios X de pó, espectroscopía infravermella, enerxía dispersiva de raios X, microscopía electrónica de varrido e de transmisión, análise termogravimétrico e tamén se realizaron ensaios de compresión. Os resultados indican que o fosfato cálcico bifásico obtido por vía húmida pódese empregar para o seu uso como andamiaxe na rexeneración de tecido óseo xa que presenta as características físicas e químicas que o fan un bo candidato para este propósito. Por outra banda, realizouse a preparación dun biocomposite mediante a funcionalización da superficie do fosfato cálcico bifásico con policaprolactona ou polietilenglicol. Para a obtención do biocomposite con policaprolactona realizouse unha reacción de polimerización conseguindo a formación do polímero, pero este non se adheriu á superficie da cerámica. Tamén se preparou un biocomposite con polietilenglicol, neste caso preparando unha dispersión en auga do polietilenglicol e o fosfato cálcico bifásico obtendo un recubrimento efectivo do material cerámico.

[Abstract] In this Final Grade Project, it has studied the synthesis of BCP (consisting of hydroxyapatite and β-tricalcium phosphate) by a wet method and the synthesis of both pure compounds by a wet and a dry method The obtained results indicate that the biphasic calcium phosphate can be easily and quickly obtained by a wet-method. Unlike, the hydroxyapatite and the ß-tricalcium phosphate were obtained by a dry-method. The morphological, compositional and structural characterization of the obtained compounds have been carried out by different techniques, such as X-ray powder diffraction, infrared spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, scanning and transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis and compressive tests. The results indicate that the obtained biphasic calcium phosphate by the wet-method is suitable as scaffold in bone tissue regeneration, since it shows physical and chemical characteristics that make it a good candidate for this purpose. On the other hand, a biocomposite had been prepared functionalizing the biphasic calcium phosphate’s surface with poly-caprolactone or poly-ethylene glycol. For the biocomposite with polycaprolactone grafting, the polymer was synthesized by a polymerization reaction, but the polymer has not been grafted to surface of the ceramic. Additionally, it also was prepared a new biocomposite with polyethylene glycol by an aqueous suspension of poly-ethylene glycol and biphasic calcium phosphate, where the grafting of the ceramic material was successfully.