Respuesta celular a modificaciones superficiales de aleaciones metálicas convencionales empleadas en cirugía ortopédica

• Autores: Alicia Calzado Martín
• Directores de la Tesis: Nuria Vilaboa Diaz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Enrique Gómez Barrena (presid.), M.ª Paz de Miguel González (secret.), María Luisa González Martín (voc.), José Luis González Carrasco (voc.), Eduardo García Cimbrelo (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • El empleo de modificacionessuperficiales en la composición química o en la topografía de un implante permiten mejorar sus propiedades mecánicas, físicas y biológicas, en función de la aplicación clínica para la que han sido diseñados. La combinación de películas de carbono tipo diamante (DLC) con polidimetilsiloxano (DLC¿PDMS¿h) o politetrafluoretileno (DLC¿PTFE¿h) mediante deposición por arco pulsado conduce a la generación de recubrimientos híbridos homogéneos que poseen la dureza y la resistencia a la corrosión del DLC y las propiedades antiadherentes de los polímeros. En este trabajo, hemos evaluado el efecto del DLC¿PDMS¿h y DLC¿PTFE¿h sobre la funcionalidad de células osteoformadoras y precursoras mesenquimales humanas. Los recubrimientos híbridos de DLC presentan una hidrofobicidad muy similar en términos de ángulo de contacto, si bien sus ángulos de deslizamiento son distintos. Los recubrimientos DLC¿PTFE¿h, con elevado ángulo de deslizamiento, permiten la correcta adhesión y proliferación de ambostipos celulares. Por el contrario, las películas de DLC¿PDMS¿ h, con ángulos de deslizamiento cercano a cero dificultan estasfunciones celulares. Las escasas células adheridas a estassuperficies presentan características de células apoptóticas, con una morfología contraída, un citoesqueleto muy desorganizado, pérdida de la integridad de su membrana y expresión de la forma activa de caspasa¿3. Estos resultados indican que los recubrimientos híbridos de DLC permiten controlar la adhesión de células osteoformadoras y precursoras a través demodificaciones en las propiedadesfísicas de su superficie.

    Las aleaciones de Ti64 se emplean en la fabricación de implantes ortopédicos debido a sus excelentes propiedades mecánicas, buena resistencia a la corrosión y biocompatibilidad. La modificación de la aleación Ti64 mediante abrasión mecánica conduce a la formación de topografías ordenadas con rugosidades promedio en los rangos nanométrico y submicrométrico. En este trabajo, hemos estudiado la respuesta de células osteoformadoras y precursoras mesenquimales humanas a estas superficies anisotrópicas. Las topografías ordenadas promueven la adhesión y proliferación de células precursoras a la aleación Ti64 así como su maduración hacia linaje osteogénico. Ambos tipos celulares se orientan y elongan sobre las superficies mecanizadas, organizando su citoesqueleto de actina y matriz de fibronectina en la dirección de los surcos. El fenómeno de orientación por contacto sobre superficies submicrométricas implica formación de filopodios y la orientación temprana de fibras de estrés,microtúbulos y contactosfocales en la dirección de lossurcos. LaGTPasa RhoA participa en el proceso de orientación de células precursoras sobre superficies submicrométricas a través de su efector ROCK, pero no en el de células osteoformadoras.

    Estos resultados indican que las superficies mecanizadas de Ti64 permiten controlar la orientación celular y la diferenciación de células mesenquimales a través de irregularidades periódicas que alteran su topografía.