EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE ESPUMAS CERÁMICAS DE CARBONATO DE CALCIO REFORZADO CON ALÚMINA PARA LA REGENERACIÓN DE TEJIDO ÓSEO

Autores/as

  • Manuela Ortiz Tobón Estudiante
  • Yesenia Bohórquez Durango
  • Viviana María Parra Sánchez
  • Cristian Alejandro Loaiza Vidales

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.rcm.n21a04

Palabras clave:

Alúmina, Carbonato de Calcio, Porosidad, Degradación, Regeneración ósea, Espumas cerámicas

Resumen

En la búsqueda de materiales biocompatibles y resistentes para la regeneración de tejidos óseos, los scaffolds se presentan como una solución viable. Diseñados para favorecer el crecimiento de nuevo tejido óseo alrededor y dentro de ellos. Estos materiales requieren propiedades clave como biocompatibilidad, biodegradabilidad y resistencia mecánica. El carbonato de calcio, conocido por su biocompatibilidad y biodegradabilidad, es un material prometedor, pero con limitaciones en resistencia mecánica. Para mejorar esta característica, se propone su refuerzo con alúmina, material biocompatible, inerte y de alta resistencia mecánica.

Este estudio emplea dos métodos para la creación de scaffolds: prensado con cloruro de sodio como agente porógeno y pasta cerámica con aglomerante PVA. Se fabricaron scaffolds de carbonato de calcio y de carbonato de calcio reforzado con alúmina en proporciones del 5, 15 y 25 % en peso. Ambos métodos demostraron cumplir con los criterios necesarios para la regeneración de tejidos óseos.

Se logró obtener poros interconectados, un aspecto crucial que facilita el tránsito celular a través de una red continua. Esta interconexión es esencial, ya que, sin ella, los poros individuales no serían viables para la difusión celular, lo cual se confirmó mediante la técnica de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). Además, el porcentaje de porosidad y su tamaño cumplen con los requisitos establecidos para la restauración de tejidos óseos, como lo indica la alta desviación estándar, que sugiere un adecuado tamaño de poro. Los resultados también revelaron que la porosidad en las muestras con alúmina tiende a estabilizarse alrededor del 35% en área. La alúmina puede formar un marco estructural que respalda la formación de poros, pero al mismo tiempo limita su crecimiento más allá de cierto punto, lo que estabiliza la porosidad y mejora la integridad estructural de los scaffolds.

|Resumen
= 41 veces | PDF
= 19 veces|

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Z. Miri, H. J. Haugen, D. Loca, et al., "Review on the strategies to improve the mechanical strength of highly porous bone bioceramic scaffolds," Journal of the European Ceramic Society, vol. 44, no. 1, pp. 23-42, 2024.

J. Wang, Z. Cheng, D. Chen, et al., "An injectable porous bioactive magnesium phosphate bone cement foamed with calcium carbonate and citric acid for periodontal bone regeneration," Journal Of The Mechanical Behavior Of Biomedical Materials, vol. 142, 2023.

X. Liu, and Z. Wang, "Chitosan-calcium carbonate scaffold with high mineral content and hierarchical structure for bone regeneration," Smart Materials In Medicine, vol. 4, pp. 552-561, 2023.

S. V. Sirkiä, S. Qudsia, M. Siekkinen, et al., "Physicochemical and biological characterization of functionalized calcium carbonate," Materialia, vol. 28, 2023.

A. S. Vidane, F. C. Nunes, J. A. Ferreira, et al., "Biocompatibility and interaction of porous alumina-zirconia scaffolds with adipose-derived mesenchymal stem cells for bone tissue regeneration," Heliyon, vol. 9, no. 9, 2023.

R. Salomão, V. L. Ferreira, I. Oliveira, et al., "Mechanism of pore generation in calcium hexaluminate (CA6) ceramics formed in situ from calcined alumina and calcium carbonate aggregates," Journal of the European Ceramic Society, vol. 36, no. 16, pp. 4225-4235, 2016.

C. C. Camilo, C. A. E. Silveira, Faeda, et al., "Bone response to porous alumina implants coated with bioactive materials, observed using different characterization techniques," Journal of Applied Biomaterials and Functional Materials, vol. 15, no. 3, pp. 223-235, 2017.

W. Xu, R. Zhao, T. Wu, G. Li, K. Wei, and L. Wang, "Biodegradable calcium carbonate/mesoporous silica/poly(lactic-glycolic acid) microspheres scaffolds with osteogenesis ability for bone regeneration," RSC Advances, vol. 11, no. 9, pp. 5055–5064, 2021.

H. Jodati, B. Yılmaz, and Z. Evis, "A review of bioceramic porous scaffolds for hard tissue applications: Effects of structural features," Ceramics International, vol. 46, no. 10, pp. 15725-15739, 2020.

Z. Miri, H. J. Haugen, D. Loca, F. Rossi, G. Perale, A. Moghanian, and Q. Ma, "Review on the strategies to improve the mechanical strength of highly porous bone bioceramic scaffolds," Journal of the European Ceramic Society, vol. 44, pp. 23-42, 2024.

W. Dai, S. Li, H. Jia, X. Zhao, C. Liu, C. Zhou, Y. Xiao, L. Guo, Y. Fan, y X. Zhang, "Impresión 3D indirecta de estructuras CDHA con estructura porosa jerárquica para promover la osteoinductividad y la regeneración ósea," Journal of Materials Science & Technology, vol. 207, pp. 295–307, 2025. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.jmst.2024.04.032.

C. Duque-Uribe et al., "Production of ceramic alumina scaffolds via ceramic stereolithography with potential application in bone tissue regeneration," Materials Today Communications, vol. 40, 2024, Art. no. 102944.

S. Kalmodia, S. Goenka, T. Laha, D. Lahiri, B. Basu, and K. Balani, "Microstructure, mechanical properties, and in vitro biocompatibility of spark plasma sintered hydroxyapatite–aluminum oxide–carbon nanotube composite," Materials Science and Engineering: C, vol. 30, no. 8, pp. 1162-1169, 2010.

D. P. DeLellis y A. R. Krause, "Large pores promote abnormal grain growth behavior in calcia doped alumina," Scripta Materialia, vol. 245, p. 116058, 2024. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2024.116058.

H. Li, Y. Liu, W. Li, Y. Liu, and Q. Zeng, "The effect of sintering on the properties of calcium oxide promoted alumina-based ceramic cores via 3D printing," Materials Chemistry and Physics, vol. 263, 2021, Art. no. 124475.

Naeem, M. A., Armutlulu, A., Kierzkowska, A., & Müller, C. R. “Development of High-performance CaO-based CO2 Sorbents Stabilized with Al2O3 or MgO,” Energy Procedia, vol. 114, pp. 158-166.

CLNICA UNIVERSIDAD DE NAVARRA, [Online], Available: https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/solucion-ringer#:~:text=La%20soluci%C3%B3n%20de%20Ringer%20es,y%20electrolitos%20en%20el%20cuerpo. [Accessed: 05-Jun-2024].

Descargas

Publicado

2025-01-28

Cómo citar

Ortiz Tobón, M., Bohórquez Durango, Y., Parra Sánchez , V. M., & Loaiza Vidales, C. A. (2025). EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE ESPUMAS CERÁMICAS DE CARBONATO DE CALCIO REFORZADO CON ALÚMINA PARA LA REGENERACIÓN DE TEJIDO ÓSEO. Revista Colombiana De Materiales, 1(21), 46–56. https://doi.org/10.17533/udea.rcm.n21a04