Dublin Core
Title
Development of a biocompatible post-process for 3D-printed calcium sulfate particles to enhance its physical properties
Subject
686.2
Tecnología
Sulfato de calcio
Alginatos
Impresión tridimensional
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021
La ingeniería de tejidos óseos es una disciplina emergente que tiene como objetivo
principal mejorar la regeneración a través del uso de injertos de hueso. La impresión 3D
con sulfato de calcio es una herramienta que permite crear objetos a medida para distintas
aplicaciones. El sulfato de calcio se puede utilizar como injerto de hueso dada su
composición y su potencial de reabsorción. La impresión en sulfato de calcio tiene la
desventaja que al imprimir objetos pequeños y/o delgados, estos son mecánicamente
inestables por lo que no pueden ser implantados. Por esto, se busca desarrollar un postprocesamiento
polimérico a base de alginato para estabilizar estos objetos. El alginato es
un polímero biocompatible, vastamente disponible y permite la encapsulación de
componentes.
Con el fin de procesar las partículas se realizó una cobertura de alginato a las partículas
impresas a través de cross-linking con CaCl2. Las propiedades mecánicas fueron medidas
usando un ensayo de compresión uniaxial y la estabilidad fue medida a través de pruebas
de solubilidad, superficie, grado de hinchazón e imágenes con microscopía electrónica de
barrido para visualizar rugosidad. Posteriormente, se realizaron ensayos de
biocompatibilidad in vitro e in vivo, utilizando la línea células NIH/3T3 y el modelo de
larvas de peces cebra, respectivamente.
Los resultados de este trabajo muestran que el post-procesamiento de partículas de sulfato
de calcio permitió estabilizarlas. Las pruebas mecánicas mostraron un aumento en el
módulo elástico y la resistencia a la compresión para las partículas cubiertas con 2% de
alginato. Las pruebas de solubilidad mostraron una disminución de 70% en la cantidad de
sulfato de calcio en el medio, pero un aumento de 20% en su área. Además, el grado de
hinchazón de la partícula procesada fue de 157%. Finalmente, los resultados muestran
que la partícula procesada es biocompatible para las células NIH/3T3 y para las larvas de
peces cebra a 48 horas de exposición.
Se evaluaron la mayoría de las propiedades necesarias para un injerto mecánicamente
estable y biocompatible. Dejando abierta preguntas sobre el proceso de regeneración ósea
como el añadir componentes bioactivos al alginato para mejorar su potencial terapéutico.
principal mejorar la regeneración a través del uso de injertos de hueso. La impresión 3D
con sulfato de calcio es una herramienta que permite crear objetos a medida para distintas
aplicaciones. El sulfato de calcio se puede utilizar como injerto de hueso dada su
composición y su potencial de reabsorción. La impresión en sulfato de calcio tiene la
desventaja que al imprimir objetos pequeños y/o delgados, estos son mecánicamente
inestables por lo que no pueden ser implantados. Por esto, se busca desarrollar un postprocesamiento
polimérico a base de alginato para estabilizar estos objetos. El alginato es
un polímero biocompatible, vastamente disponible y permite la encapsulación de
componentes.
Con el fin de procesar las partículas se realizó una cobertura de alginato a las partículas
impresas a través de cross-linking con CaCl2. Las propiedades mecánicas fueron medidas
usando un ensayo de compresión uniaxial y la estabilidad fue medida a través de pruebas
de solubilidad, superficie, grado de hinchazón e imágenes con microscopía electrónica de
barrido para visualizar rugosidad. Posteriormente, se realizaron ensayos de
biocompatibilidad in vitro e in vivo, utilizando la línea células NIH/3T3 y el modelo de
larvas de peces cebra, respectivamente.
Los resultados de este trabajo muestran que el post-procesamiento de partículas de sulfato
de calcio permitió estabilizarlas. Las pruebas mecánicas mostraron un aumento en el
módulo elástico y la resistencia a la compresión para las partículas cubiertas con 2% de
alginato. Las pruebas de solubilidad mostraron una disminución de 70% en la cantidad de
sulfato de calcio en el medio, pero un aumento de 20% en su área. Además, el grado de
hinchazón de la partícula procesada fue de 157%. Finalmente, los resultados muestran
que la partícula procesada es biocompatible para las células NIH/3T3 y para las larvas de
peces cebra a 48 horas de exposición.
Se evaluaron la mayoría de las propiedades necesarias para un injerto mecánicamente
estable y biocompatible. Dejando abierta preguntas sobre el proceso de regeneración ósea
como el añadir componentes bioactivos al alginato para mejorar su potencial terapéutico.
Creator
Cancino, Ignacia A.
Date
2021-05-20T14:35:27Z
2021-05-20T14:35:27Z
2021
Contributor
Egaña, José T.
Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Rights
acceso abierto
Format
xii, 46 páginas
application/pdf
Language
en
Type
tesis de maestría
Identifier
10.7764/tesisUC/ING/58549
https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/58549
https://repositorio.uc.cl/handle/11534/58549