Obtención de biovidrios para aplicaciones como biomaterial

Abstract

La capacidad de los vidrios bioactivos, o biovidrios, a base de borato de favorecer la formación de hidroxiapatita (HA) en ciertas condiciones, sus propiedades tales como biocompatibilidad, osteoinducción y osteoconducción, además de sus similaridades con la composición ósea, hacen que sean materiales prometedores para la regeneración ósea con aplicaciones en la biomedicina. Si bien se ha demostrado la capacidad de formación de HA en estos vidrios, estos han sido utilizando el Bioglass® “45S5” modificado con boro. No obstante, no existen suficientes reportes que permitan generar un modelo estructural que sea útil para predecir la capacidad de formación de HA de estos vidrios. En este trabajo, con la intención de aportar información para la generación del modelo estructural, se estudió el sistema: (46.1+𝑥)𝐵2𝑂3·(2.6−𝑥)𝑃2𝑂5·(26.9+𝑦)𝐶𝑎𝑂·(24.4−𝑦)𝑁𝑎2𝑂 (%𝑚𝑜𝑙), con x = 0, +2, -2 e y = 0, +2, -2. Para ello, se prepararon las muestras utilizando el método Melt – quenching. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopía Raman, difracción de rayos X (XRD), resonancia magnética nuclear (RMN) y análisis térmico por calorimetría diferencial de barrido (DSC). De las muestras estudiadas, aquellas con composición x = 0, y = 0, y x = 0, y = +2 resultaron ser vítreas, mientras que las otras presentaron alguna fase cristalina. A los efectos de demostrar la capacidad de formación de HA se realizaron ensayos in vitro utilizando SBF (por su sigla en inglés simulated body fluid), considerado como método estándar para estos ensayos. Adicionalmente, se evaluó la bioactividad en K2HPO4 0.02 mol/L y un medio de cultivo celular. La caracterización estructural indicó que la incorporación de CaO al vidrio base produce alteraciones en la estructura de corto alcance, que a su vez se ve reflejado en la transición vítrea. Por otro lado, aunque fue posible determinar la bioactividad por ensayos en SBF, la disolución en un medio más complejo no es tan efectiva. El agregado de CaO disminuye la capacidad de formación de HA debido a un aumento en la conectividad de la red.