Cerámicas biomórficas de carburo de silicio de origen marino para aplicaciones biomédicas

Zusammenfassung

Los últimos estudios de mercado estiman un crecimiento anual del 12% para el sector de los Biomateriales a nivel mundial, debido al envejecimiento poblacional y a mayores exigencias del bienestar social. La necesidad acuciante de aportar soluciones para la sustitución, reparación y regeneración de tejidos y órganos supone nuevos retos y oportunidad de expansión al campo de los Biomateriales. La complejidad que presenta reemplazar las caracteristicas y diseño de andamiajes o soportes basados en biomateriales con morfologías y estructuras específicas, el posterior cultivo celular y crecimiento de tejidos específicos. Por otro lado, la biodiversidad que caracteriza y enriquece al medio marino supone, al mismo tiempo, un enorme potencial para la obtención de nuevas microestructuras. El objetivo principal de este trabajo plantea la obtención de nuevas microestructuras. El objetivo principal de este trabajo plantea la obtención de soportes bioinspirados que mantengan la microestructura de sus precursonres naturales de origen, con la finalidad de aportar soluciones al desarrollo de dispositivos médicos y en aplicaciones específicas de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa. En una primera etapa del trabajo hemos realizado una selección de los precursores marinos, cuyo resultado fue la macroalga Laminaria ochroleuca Bachelot de la Pylaie y la planta marina Juncus maritimus Linnaeus. En el caso de J. maritumus la pared celular epidérmica presenta una estructura potencialmente interesante para guiar y promover el crecimiento orientado de células hacia defectos puntuales en distintos tejidos como óseo o nervioso. Para la fabricación de carbón y carburo de silicio, las especies seleccionadas se sometieron a un proceso de pirólisis para eliminar la materia orgánica y dar origen a un andamiaje de carbón. A continuación, para obtener carburo de silicio, el carbón vegetal se introduce en un segundo horno, donde se infiltra con silicio fundido a altas temperaturas. Una vez obtenidos los soportes porosos de carbón y carburo de silicio, se realizó una caracterización físico-química completa de los mismos. Se evaluó la conservación, en el soporte final, de la microestructura del precurso original al igual que se analizó su vivabilidad como material para aplicaciones biomédicas. Para completar el estudio se realizaron pruebas de biocompatibilidad in vitro. La línea celular utilizada fue MC3T3-E1. El resultado ha sido muy satisfactorio demostrándose el comportamiento no citotóxico de ambos materiales para las dos especies. Las pruebas de incubación directa de las células con el material obtenido a partir de Juncus martitimus, tanto a corto (24 horas) como a largo plazo (28 dias), demuestran una adecuada adhesión, proliferación celular así como el incremento en la actividad enzimática correspondiente a la diferenciacioón celular. Durante el desarrollo del trabajo, se ha utilizado como material estándar de referencia carburo de silicio bioinspirado obtenido a partir de la madera de sapelli (Entandrophragma cylindricum).