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Nov 18, 2023

Cáscara de huevo

Científicos del Centro de Ciencias y Tecnología de la Universidad Nacional de

Los científicos del Centro de Materiales Compuestos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología (NUST MISIS) en Rusia están desarrollando un nuevo compuesto bioactivo de polímero y cerámica derivado de cáscaras de huevo comunes que se pueden usar para tratar lesiones en el cráneo y otros procedimientos quirúrgicos óseos.

El hueso es tan común que es fácil darlo por sentado, pero eso no significa que no sea un material notable. Una prueba de esto es que después de más de un siglo de intenso esfuerzo, los científicos no han podido encontrar una versión sintética para aplicaciones quirúrgicas que funcione tan bien como la original.

Un ejemplo sencillo de esto es en los casos en que se necesita reemplazar una sección del cráneo debido a una fractura, o debido a un defecto congénito que deja una parte del cráneo peligrosamente delgada, el procedimiento habitual es reemplazar la sección dañada o defectuosa de hueso con uno hecho de metal, plástico o cerámica. Pero ninguno de estos está realmente a la altura del trabajo.

Parte del problema es mecánico. La placa artificial puede ser demasiado blanda o demasiado quebradiza, demasiado flexible o demasiado rígida, susceptible de alterar su forma a medida que cambian las temperaturas, o difícil de moldear y ajustar correctamente. Otra es que la mayoría de estos materiales son bioinertes. Es decir, no interactúan con el tejido vivo. Esto es intencional porque los cirujanos no quieren colocar implantes en el cuerpo de las personas que puedan causar infecciones o sufrir rechazos de tejido. Desafortunadamente, también significa que estos implantes realmente no pueden convertirse en parte del cuerpo y actuar más como un componente natural.

Para superar esto, el equipo de NUST MISIS observó un polímero sintético llamado polimetilmetacrilato (PMMA) que se usa comúnmente como cemento óseo debido a su resistencia y propiedades de autocurado. Desafortunadamente, el PMMA no es óptimo porque es bioinerte, pero el equipo cambió esto agregando una biocerámica de silicato llamada diópsido que se deriva de las cáscaras de huevo.

Según el equipo, el diópsido es relativamente no tóxico, biodegradable y puede estimular el crecimiento de tejido óseo en su vecindad, por lo que el implante eventualmente puede fusionarse con el hueso en lugar de estar simplemente cementado.

"Las cáscaras de huevo tienen beneficios para la salud, como la mineralización y el crecimiento óseo, el tratamiento de la osteoporosis y, por lo tanto, se utilizan como injerto óseo", dice Inna Bulygina, estudiante de doctorado en Ciencias de Biomateriales en NUST MISIS. "Hemos adoptado un enfoque rentable para el reciclaje de biorresiduos para mejorar la calidad de vida de los pacientes con enfermedades óseas. Para la producción de compuestos, se utilizó diópsido obtenido de cáscaras de huevo".

El equipo produjo un material compuesto poroso de PMMA/diópsido por medio de un método de fundición con solvente, en el que se forma un polímero termoplástico sumergiendo repetidamente un molde en una solución del polímero, dejando capas de película. Se produjeron diferentes muestras del material con proporciones de 25, 50 y 75 por ciento de diópsido utilizado.

"Las muestras que contenían un 50 por ciento de diópsido mostraron el mejor resultado: demostraron un aumento de cuatro veces en la resistencia a la compresión y, después de cuatro semanas de pruebas in vitro, demostraron una buena capacidad para depositar minerales óseos en su superficie", dice Rajan Choudhary. , un estudiante de postdoctorado. "Al mismo tiempo, hemos encontrado que las propiedades mecánicas de los compuestos porosos obtenidos se corresponden con las propiedades del hueso esponjoso del cuerpo humano".

La investigación fue publicada en el Journal of Asian Ceramic Societies.

Fuente: Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología