Superficies modificadas: diseño de materiales de propiedades mecánicas y superficiales a medida para aplicaciones en ingeniería biomédica y otros campos

Todos los biomateriales e implantes interaccionan con las células y el tejido vivo a través de su superficie, de forma que para el éxito de cada aplicación resulta de vital importancia un conocimiento y control de las propiedades superficiales que intervienen en la actividad celular deseada. Un desarrollo adecuado de un implante debe favorecer su colonización, la expansión celular y, por ejemplo, en el caso de materiales biorreabsorbibles, su sustitución por una matriz de tejido conectivo con las propiedades adecuadas. Todo ello modulado con las características superficiales del material. En el Centro de Biomateriales e Ingeniería Tisular (CBIT) trabajamos en la comprensión de la interacción de los biomateriales con el tejido vivo y de los mecanismos de control y modificación de las características superficiales de estos materiales, para lo cual se emplean múltiples estrategias, como la deposición de recubrimientos activos (por ejemplo tipo silicatos obtenidos vía sol-gel), el control de la topología superficial, el injerto de factores específicos, el recubrimiento con proteínas u otros polímeros de propiedades especiales, la variación de propiedades físicas del material (cristalinidad, hidrofilidad, etc.) sobre su superficie, o la capacidad de hacer crecer sobre su superficie una capa de hidroxiapatita desde fluido biológico. En una cámara de plasma pueden ionizarse gases -usualmente a baja presión- de forma que, escogiendo adecuadamente los gases y condiciones del tratamiento , se puede alterar y recubrir la superficie de un material con los iones altamente reactivos (plasma) que se crean en la cámara. El estudio de las condiciones de tratamiento de materiales polímeros con aplicaciones en biomedicina, con una cámara de plasma de baja presión en el Centro de Biomateriales e Ingeniería Tisular (CBIT), ha permitido obtener y caracterizar materiales diversos y, en particular, materiales con una película superficial hidrófila sobre una base de material hidrófobo poroso. El estudio de microscopía electrónica indica que el recubrimiento es uniforme manteniendo la estructura porosa del material de base, lo que permite diseñar materiales de propiedades mecánicas y superficiales a medida para aplicaciones en el ámbito de la ingeniería biomédica y otros campos.

Aplicaciones

  • Modificación de propiedades físicas y químicas superficiales. Optimización del anclaje celular y bacteriano en materiales soporte.

Ventajas técnicas

  • Mejora calidad productos/procesos
  • Mejora diseño

Beneficios que aporta

  • Mayor durabilidad
  • Adaptación al usuario particular.

Experiencia relevante

  • Todos los biomateriales e implantes interaccionan con las células y el tejido vivo a través de su superficie, de forma que es muy importante para el éxito de cada aplicación un conocimiento y control de las propiedades superficiales que intervienen en la actividad celular deseada. Un desarrollo adecuado de un implante debe favorecer su colonización, la expansión celular y por ejemplo en el caso de materiales biorreabsorbibles su sustitución por una matriz de tejido conectivo con las propiedades adecuadas, y todo ello modulado con las características superficiales del material. En el CBIT trabajamos en la comprensión de la interacción de los biomateriales con el tejido vivo y de los mecanismos de control y modificación de las características superficiales de estos materiales, para lo cual se emplean múltiples estrategias, como la deposición de recubrimientos activos (por ejemplo tipo silicatos obtenidos vía sol-gel), el control de la topología superficial, el injerto de factores específicos, el recubrimiento con proteínas u otros polímeros de propiedades especiales, la variación de propiedades físicas del material (cristalinidad, hidrofilidad, etc.) sobre su superficie, o la capacidad de hacer crecer sobre su superficie una capa de hidroxiapatita desde fluido biológico.