Síntesis, caracterización y funcionabilidad de andamios de vidrio bioactivo dopado con Zn, Cu y aceites esenciales para regeneración ósea

Abstract

Ante la creciente demanda de soluciones eficaces para la reparación de defectos óseos que superen las limitaciones de los tratamientos convencionales, la ingeniería de tejidos se ha centrado en el desarrollo de biomateriales avanzados capaces de promover la regeneración natural. En este marco, el presente proyecto final de grado aborda, por un lado, la fabricación y evaluación de andamios tridimensionales porosos de vidrio bioactivo, fabricados mediante la técnica de replicado de espuma polimérica utilizando tres formulaciones distintas: un biovidrio base de silicato (conocido como 13-93), una variante modificada con borato (13-93 B2) y una tercera modificada con boro de nuevo y dopada con cobre y zinc (13-93 B2 Cu-Zn). Por otro lado, con el objetivo de optimizar las propiedades mecánicas y biológicas, se aplicaron recubrimientos de gelatina y una mezcla híbrida de gelatina con aceite esencial de clavo sobre los andamios dopados con Cobre y zinc. Se caracterizaron las muestras sin recubrir mediante espectroscopía infrarroja, antes y después de la inmersión en fluido corporal simulado (SBF) También se estudió por medio de procesamiento de imágenes la porosidad y el tamaño de trabéculas de los andamios generados. Se analizaron la morfología resultante de los andamios, así como la bioactividad y formación de hidroxiapatita mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) luego de la inmersión. Se evaluaron las propiedades mecánicas mediante ensayos de compresión de los andamios recubiertos y de los no recubiertos de la formulación 13- 93 B2 dopados con cobre y zinc. Luego se comprobó su actividad antibacteriana frente a Staphylococcus aureus y se evaluó su citotoxicidad en células MC3T3-E1. Los resultados evidenciaron que la incorporación de boro, cobre y zinc acelera la degradación del vidrio y favorece la formación de hidroxiapatita, mientras que mecánicamente se evidenció un efecto sinérgico en el recubrimiento con aceite de clavo, el cual aumentó la resistencia a la compresión la rigidez, lo que podría deberse a la interacción del eugenol (principio activo presente en el extracto de clavo) con la matriz proteica (gelatina); biológicamente, este sistema compuesto demostró la mayor eficacia antibacteriana y una adecuada citocompatibilidad en concentraciones controladas. Se concluye, entonces, que los andamios dopados con recubrimiento funcionalizado representan una estrategia prometedora que equilibra soporte estructural, bioactividad y prevención de infecciones