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Desarrollo de Materiales Antibacteriales base PEEK/ZnO mediante impresión 3D con Potencial uso para Implantes Dentales
Diana Micare Ramírez López
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Maestría en Tecnología de Polímeros
A lo largo del tiempo, la odontología ha buscado sustituir la dentina natural por artificial cuando ésta es perdida por desgaste, enfermedad, accidente o traumatismo1–3. Los implantes dentales se encargan de reemplazar la raíz de la dentina siendo una opción a largo plazo para restaurar funciones como dar soporte a estructuras, mantener la distancia intermaxilar, así como participar en el acto de deglución y el habla. Los implantes dentales actualmente utilizados están hechos base titanio (Ti) o circonio, no obstante, estos no han logrado satisfacer las necesidades de los pacientes1,4,5, los cuales han sido expuestos a riesgos inherentes ya sea debido a fallas mecánicas, biológicas y/o estéticas, así como problemas pre- y post-operatorios que van desde el albergue de microorganismos patógenos, hipersensibilidad, corrosión hasta la remoción misma del implante dental6. Tomando en cuenta lo anterior, se requiere de implantes dentales cuyas particularidades sean similares a las características primordiales de la dentina natural, logrando mimetizar el tejido huésped, con propiedades multifuncionales tales como buen desempeño mecánico conjunto de la protección contra microorganismos patógenos. Con el objetivo de solucionar las necesidades anteriormente descritas, diversos grupos de investigación han utilizado materiales alternos, entre ellos sobresale el polímero poli(éter-éter-cetona) (PEEK, por sus siglas en inglés)7–9, cuyas características mecánicas potencializan su aplicación como implante, ya que exhibe un desempeño versátil10,11 y con módulo semejante al del hueso alveolar8,12,13 (hueso donde se coloca el implante dental). Algunas otras particularidades que posicionan al PEEK como candidato idóneo para el diseño de implantes óseos son su radiolucidez, resistencia química, resistencia térmica (ideal para procesos de esterilización al vapor, fundamental en la colocación de implantes dentales), así como resistencia a la degradación ya sea por desgaste o abrasión, además presenta estabilidad dimensional y es un material biológicamente inerte11.
A fin de aumentar su capacidad antibacteriana, se han utilizado diversos materiales, entre ellos, el óxido de zinc (ZnO)7,9,14,15 el cual no solamente es reconocido por su actividad antibacterial sino que además, favorece la biocompatibilidad con el medio y promueve la interacción superficial con el tejido huésped ayudando al proceso de osteointegración. Estas propiedades se ven mejoradas cuando se mejora la dispersión/distribución de las partículas de ZnO en la matriz de PEEK, a través de la modificación superficial del ZnO con agentes de acoplamiento tipo silano7,9,14,16. Por otro lado, una alternativa para la obtención de prototipos de implantes respecto al mecanizado tradicional se puntualiza en la producción a través de impresión 3D/fabricación aditiva, el cual es un enfoque diferente, rentable y eficiente en la manufactura de dispositivos médicos17–20. Teniendo en cuenta lo anteriormente descrito, en el presente trabajo de investigación se obtuvieron nanocompuestos base PEEK con partículas de óxido de zinc sin modificar (ZnO-SM) y modificadas con agentes tipo silano (ZnO-APTMS), en concentraciones en peso de 1,3 y 5 % de ZnO. Se fabricaron prototipos de implantes mediante impresión 3D. Asimismo, se reportan las condiciones de procesamiento requeridas para la obtención de los nanocompuestos y se establece un análisis de la influencia del ZnO, modificado o no, así como tratado con o sin ultrasonido (US), sobre las características morfológicas, propiedades térmicas, mecánicas y antibacteriales de los materiales obtenidos, esta última en presencia y ausencia de tratamiento con plasma de argón.
2021
Tesis de maestría
QUÍMICA
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