Materiales compuestos nanoestructurados biocompatibles con matriz de hidroxiapatito

Abstract

Actualmente existe una creciente demanda de nuevos biomateriales motivada por factores tan diversos como el aumento de la esperanza de vida media o los numerosos accidentes de circulación. El uso de estas piezas artificiales no sólo implica un impacto en la salud y la calidad de vida de la población, también supone un impacto en la economía de los países, por lo que es necesario que estos materiales sean totalmente fiables en su función y viables desde un punto de vista económico. En el campo de las biocerámicas, la hidroxiapatita presenta buenas propiedades como biomaterial, tales como biocompatibilidad, bioactividad, osteoconductividad y buena unión directa al hueso. Además, al ser el compuesto más parecido al componente mineral de los huesos, es un candidato muy interesante para el desarrollo de nuevos biocompuestos. El objetivo final de esta Tesis Doctoral es la obtención de biomateriales compuestos a partir de una fase de hidroxiapatito, mejorando diferentes funcionalidades para aplicaciones específicas como las propiedades mecánicas, la biosolubilidad y su actividad biocida. Para llevar a cabo este trabajo, se ha puesto a punto un proceso de síntesis de hidroxiapatito puro y nanométrico para ser utilizado como matriz en el diseño de los distintos composites biocompatibles, el cual es aplicable a la fabricación de otros fosfatos cálcicos. En cuanto a los composites estudiados, éstos se pueden dividir en tres grandes grupos: Nanocomposites Hidroxiapatito‐alúmina. Se ha estudiado la influencia de diferentes métodos de sinterización sobre la composición de fases y la densidad final del material. Se han conseguido materiales de hidroxiapatita reforzados con nanopartículas de alúmina, que exhiben una resistencia a la fractura en compresión más de dos veces superior al fosfato cálcico puro. Nanocomposites Hidroxiapatito‐TCP. Se han obtenido estructuras tridimensionales con macroporosidad controlada mediante el conformado por robocasting. Se ha estudiado la influencia de diferentes parámetros experimentales en la reactividad del sistema. Por otro lado, se ha conseguido obtener muestras completamente densas evitando la reacción entre los fosfatos cálcicos, gracias a la sinterización mediante descarga de plasma (SPS). Nanocomposites Hidroxiapatito‐Plata. Se ha puesto a punto un método para la funcionalización superficial de los nanopolvos de hidroxiapatita con nanopartículas de plata con diámetros inferiores a 20 nm, lo que le ha proporcionado propiedades bactericidas. Esta característica es muy interesante, si se tiene en cuenta que uno de los mayores problemas de rechazo de los biomateriales, es la aparición de infecciones durante su implantación.