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L’osteosarcoma és un tipus de càncer que afecta principalment a nens i joves, i segueix un tractament agressiu que es basa habitualment en una combinació de cirurgia i quimioteràpia amb índex de supervivència relativament baixos. En aquest projecte es pretén optimitzar i caracteritzar un biomaterial compost fet de microesferes d’hidroxiapatita deficient en calci en una matriu d’hidrogel d’alginat i gelatina. L’hidrogel, mitjançant un tractament de plasma fred de pressió atmosfèrica, té la capacitat de generar espècies reactives d’oxigen i nitrogen, que s’han relacionat amb un augment de l’estrès oxidatiu preferent en cèl·lules tumorals, induint la mort a les cèl·lules cancerígenes sense afectar les sanes. A més, aquest material té el potencial de regenerar l’os gràcies a la incorporació de una fase bioceràmica , formant un biomaterial compost. Per això, s’ha optimitzat la síntesi del material amb l’objectiu d’assegurar la seva homogeneïtat. A més, s’han estudiat algunes característiques físiques com la viscositat i la injectabilitat de l’hidrogel, y la influència que tenen sobre elles tant les microesferes com el tractament de plasma. De la mateixa manera, s’han avaluat la alliberació d’espècies reactives generades per plasma cap a un medi aquós i en un medi amb una concentració de calci similar a la present en la possible zona d’aplicació. Per altra banda, s’han estudiat els efectes del tamany de les microesferes de hidroxiapatita deficient en calci en les seves propietats físiques del material compost i el seu efecte en la alliberació d’espècies reactives. El osteosarcoma es un tipo de cáncer que afecta principalmente a niños y jóvenes, y sigue un tratamiento agresivo basado habitualmente en una combinación de cirugía y quimioterapia con índices de supervivencia relativamente bajos. En este proyecto se pretende optimizar y caracterizar un biomaterial compuesto hecho de microesferas de hidroxiapatita deficiente en calcio en una matriz de hidrogel de alginato y gelatina. El hidrogel, mediante un tratamiento de plasma frío de presión atmosférica, tiene la capacidad de generar especies reactivas de oxígeno y nitrógeno, que se han relacionado con un aumento del estrés oxidativo preferente en células tumorales induciendo la muerte celular de las cancerígenas sin afectar a las sanas. Además, este material tiene el potencial de regenerar el hueso gracias a la incorporación de una fase biocerámica en él, formando un biomaterial compuesto. Para ello, se ha optimizado la síntesis del material con el objetivo de asegurar su homogeneidad. Además, se han estudiado algunas características físicas como la viscosidad y la inyectabilidad del hidrogel, y la influencia que tienen sobre ellas tanto las microesferas y el tratamiento de plasma. Del mismo modo, se ha evaluado la liberación de especies reactivas generadas por plasma hacia un medio acuoso y en un medio con una concentración de calcio similar a la presente en la posible zona de aplicación. Por otra parte, se ha estudiado el efecto del tamaño de las microesferas de hidroxiapatita deficiente en calcio en las propiedades físicas del material compuesto y su efecto en la liberación de especies reactivas. Osteosarcoma is a type of cancer that mainly affects children and young people, and has an aggressive treatment usually based on a combination of surgery and chemotherapy with relatively low survival rates. This project aims to optimize and characterize a composite biomaterial made of calcium-deficient hydroxyapatite microspheres in a hydrogel matrix of alginate and gelatin. The hydrogel, through a cold plasma treatment at atmospheric pressure, can generate reactive oxygen and nitrogen species, which have been related to an increase in preferential oxidative stress in tumor cells, inducing the cell death of cancer cells without affecting the healthy cells. In addition, this material has the potential to regenerate bone thanks to the incorporation of a bioceramic phase in it, forming a composite biomaterial. For this, the synthesis of the material has been optimized to ensure its homogeneity. In addition, some physical characteristics have been studied, such as the viscosity and injectability of the hydrogel, and the influence that both microspheres and plasma treatment have on them. In the same way, the release of reactive species generated by plasma into an aqueous medium and in a medium with a calcium concentration similar to that present in the possible area of application has been evaluated. On the other hand, the effect of the size of hydroxyapatite microspheres deficient in calcium on the physical properties of the composite material and its effect on the release of reactive species has been studied.

En la actualidad, los métodos convencionales de manufactura se han visto bastante influenciados por la tecnología de impresión 3D, debido a sus ventajas económicas, funcionales y sus innumerables aplicaciones. De igual manera la simulación computacional de piezas obtenidas por manufactura aditiva representa un gran avance para diversas industrias. En ese sentido, este trabajo pretende determinar a través de FEA el comportamiento mecánico de piezas de Ácido Poliláctico / Hidroxiapatita (PLA/HA) obtenidas por impresión 3D con diferentes estructuras en celosía. Para esto, se parte del estudio de un ensayo de tensión experimental según la norma ASTM D638, el cual es replicado computacionalmente. Posteriormente se prueban diferentes estructuras en celosía por medio del mismo ensayo para luego ser aplicadas a un elemento mecánico. En efecto, al llevar a cabo una simulación, se deben contrastar los resultados obtenidos con situaciones reales o reportes registrados en literatura científica o ingeniería especializada, ya que, por sí misma, esta no garantiza una representación correcta de la realidad. Esto, con el fin de validar que el comportamiento obtenido con la simulación tenga lógica bajo un punto de vista físico y sea posible extrapolar el modelo a nuevas y más complejas condiciones. Por esta razón, el desarrollo del modelo computacional que prueba las diferentes estructuras en celosía en las probetas y su posterior aplicación a un injerto de PLA/HA en la zona metafisaria distal de la tibia derecha de un hombre adulto, se llevó a cabo a partir del estudio y la réplica mediante FEA del ensayo de tensión experimental. Esto, no solo dio validez a los resultados obtenidos en la simulación, sino que también permitió extrapolar los conceptos aplicados a una probeta, a un modelo real mucho más complejo (tratamiento de una fractura). Teniendo en cuenta lo anterior, el presente estudio realizado para optar al título de Ingeniero Mecánico de la Universidad Santo Tomás, aporta conocimientos en el área de la manufactura aditiva, sus materiales, su simulación computacional mediante elementos finitos, sus diversas aplicaciones y sus métodos de estudio, dando pie a futuras investigaciones sobre el tema. Nowadays, conventional methods of manufacturing have been seen quite influenced by 3D printing technology, due to its economic advantages, functional and its innumerable applications. In the same way, computational simulation of parts obtained by additive manufacturing represents a great advance for various industries. In this sense, this work aims to determine through FEA the mechanical behavior of Polylactic Acid / Hydroxyapatite (PLA / HA) parts obtained by 3D printing with different lattice structures. For this, it starts from the study of an experimental tension test according to the ASTM standard D638, which is computationally replicated. Later they are tested different lattice structures through the same test and then applied to an element mechanical. Indeed, when carrying out a simulation, the results obtained must be contrasted with real situations or reports registered in scientific literature or specialized engineering, already that, by itself, it does not guarantee a correct representation of reality. This, with the in order to validate that the behavior obtained with the simulation has logic under a point of physical view and it is possible to extrapolate the model to new and more complex conditions. For this reason, the development of the computational model that tests the different structures in lattice on the specimens and their subsequent application to a PLA / HA graft in the area distal metaphyseal of the right tibia of an adult man, was carried out from the study and FEA replication of the experimental stress test. This not only gave validity to the results obtained in the simulation, but also allowed to extrapolate the concepts applied to a specimen, to a much more complex real model (treatment of a fracture). Taking into account the above, the present study carried out to qualify for the title of Engineer Mechanic from the Santo Tomás University, contributes knowledge in the manufacturing area additive, its materials, its computational simulation using finite elements, its various applications and their study methods, giving rise to future research on the subject. Ingeniero Mecánico http://unidadinvestigacion.usta.edu.co Pregrado

[ES] En el presente trabajo se han estudiado las características de un polímero bioabsorbible, poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato) - PHBH, con cargas biocompatibles y osteoconductoras de hidroxiapatita - HA, para el diseño, simulación y fabricación de una placa de fijación craneal bioabsorbible. Para ello se han llevado a cabo diferentes ensayos de caracterización mecánica (tracción, flexión, impacto y dureza), ensayos térmicos (calorimetría diferencial de barrido, análisis termogravimétrico), ensayos termo-mecánicos, así como ensayos térmico mecánicos-dinámicos. La combinación de PHBH con cargas de HA presenta un alto interés para su empleo como material en el campo de la biomedicina. La biocompatibilidad de ambos componentes, así como la capacidad osteoconductora de la HA ofrecen un alto interés en el área de reconstrucción y/o fijación de fracturas óseas. La capacidad de degradación de ambos componentes permite que el dispositivo de fijación se reabsorba dentro del cuerpo humano evitando una segunda intervención quirúrgica para su eliminación. Considerando las características particulares del sistema PHBH/HA, este trabajo de investigación propone el diseño, cálculo y fabricación de un dispositivo de fijación craneal bioabsorbible. Para ello se ha empleado SolidWorks como plataforma CAD para el diseño de la geometría de la placa de fijación. Además, se ha planteado la optimización de la geometría mediante herramientas CAE (Computer Aided Engineering), a través del método de los elementos finitos con el empleo del software NX Nastran., [EN] In the present work, the characteristics of a bioabsorbable polymer, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) - PHBH, with biocompatible and osteoconductive hydroxyapatite charges - HA, have been studied for the design, simulation and manufacture of a bioabsorbable cranial fixation plate. For this purpose, different mechanical characterization tests (tensile, flexion, impact and hardness), thermal tests (differential scanning calorimetry, thermogravimetric analysis), thermo-mechanical tests, as well as mechanical-dynamic thermal tests have been carried out. The combination of PHBH with HA fillers is of great interest for its use as a material in the field of biomedicine. The biocompatibility of both components as well as the osteoconductive capacity of HA is of great interest in the area of reconstruction and/or fixation of bone fractures. The degradation capacity of both components allows the fixation device to be reabsorbed into the human body avoiding a second surgical intervention for its elimination. Considering the particular characteristics of the PHBH/HA system, this research work proposes the design, calculation and manufacture of a bio-absorbable cranial fixation device. For this purpose, SolidWorks has been used as a CAD platform for the design of the geometry of the fixation plate. In addition, the optimization of the geometry has been considered using CAE (Computer Aided Engineering) tools, through the finite element method with the use of NX Nastran software.

El hueso es uno de los tejidos de mayor demanda para trasplante a nivel mundial, representando cerca de 2,2 millones de injertos anualmente. Por medio de la ingeniería de tejidos ósea (BTE) se han desarrollado estrategias que permiten la regeneración del tejido, sin embargo, el desarrollo de un sustituto óseo que tenga las características estructurales y funcionales del hueso nativo sigue siendo un desafío. En este trabajo se propuso el desarrollo de prototipos de soportes bioinspirados en la composición y en la microestructura del hueso. Estos soportes se caracterizaron microestructural, mecánica, biológica y fisicoquímicamente, y su potencial osteoconductivo se probó in vitro mediante la siembra y diferenciación de células madre mesenquimales asiladas de médula ósea de rata (rBM-MSC) y células madre mesenquimales humanas asiladas de gelatina de Wharton (hWJ-MSC), e in vivo mediante un modelo ectópico intramuscular en rata. Los soportes desarrollados (UC: colágeno unidireccional; MC: colágeno multidireccional; UCH: colágeno/hidroxiapatita unidireccional y MCH: colágeno/hidroxiapatita multidireccional) presentaron una microestructura porosa interconectada con una porosidad 90% y poros 300 µm. Mecánicamente los soportes unidireccionales (UC y UCH) fueron más resistentes y elásticos en comparación con los multidireccionales (MC y MCH). In vitro, las MSC proliferan y se diferencian a un linaje osteoblástico en presencia de factores osteogénicos. In vivo, se observó la formación ectópica de hueso orientado axialmente en soportes unidireccionales. Cuantitativamente la cantidad de hueso formado fue mayor en soportes unidireccionales en combinación con los factores BMP-2+VEGF. Los soportes unidireccionales desarrollados en este trabajo podrían representar una nueva alternativa en la BTE para la regeneración de tejido óseo con propiedades microestructurales y funcionales similares a las del hueso cortical nativo. Abstract: Bone is one of the most transplanted tissues worldwide, representing about 2,2 million of grafts annually. Bone tissue engineering (BTE) has developed strategies to achieve the tissue regeneration, however, the development of a bone substitute able to regenerate the both structural and functional characteristics of native bone remains a challenge. In this work the development of bioinspired scaffolds based in the composition and the microstructure of native bone was developed. A microstructural, mechanical, physicochemical and biological characterization was made. The osteoconductive potential of scaffolds was tested in vitro through the seeding and differentiation of rat bone marrow mesenchymal stem cells (rBM-MSC) and human Wharton jelly mesenchymal stem cells (hWJ-MSC), and in vivo through the implantation intramuscularly in a rat model. The scaffolds named: "UC: unidirectional collagen; MC: multidirectional collagen; UCH: unidirectional collagen/hydroxyapatite and MCH: multidirectional collagen/hydroxyapatite" had a porous interconnected microstructure with a porosity 90% and pore size 300µm. Mechanically, unidirectional scaffolds (UC and UCH) were more resistant and elastic in comparison with multidirectional ones (MC and MCH). In vitro, MSC proliferate and differentiate into an osteoblastic lineage in the presence of osteogenic factors. In vivo, the ectopic bone formation oriented axially in unidirectional scaffolds was observed. Quantitatively, the amount of bone formed was greater in unidirectional scaffolds in combination with the BMP-2 + VEGF factors in comparison to the multidirectional ones. Doctorado

La esperanza de vida del ser humano ha aumentado considerablemente a lo largo de los años y esto requiere del aumento en la durabilidad de los materiales implantables con el fin de sustituirlos el menor número de veces posibles a lo largo de la vida del individuo. Esto motiva una línea de investigación científica basada en el proceso de recubrir el titanio utilizado para prótesis de cadera e implantes dentales con hidroxiapatita, el material que forma la parte mineral del hueso. En esta línea se basa el siguiente TFG con el objetivo de modificar superficialmente una lámina de Ti6Al-7Nb con el fin de inducir rugosidad sobre la misma. Esta modificación superficial se lleva a cabo mediante dos técnicas diferentes, una técnica mecánica (desbaste) y otra térmica (ablación láser). Posteriormente, se recubre dicha superficie mediante la tecnología de deposición térmica por plasma atmosférico y posteriormente se caracteriza microestructuralmente y se ensaya el conjunto recubrimiento/sustrato con el fin de conocer qué sustrato proporciona una mayor resistencia a la adherencia. Este proceso permite llegar a la conclusión, de que es necesaria una rugosidad de alrededor de 60 µm para poder conseguir unos resultados aceptables. L'esperança de vida de l'ésser humà ha augmentat considerablement al llarg dels anys i això requereix de l'augment en la durabilitat dels materials implantables amb la finalitat de substituir-los el menor nombre de vegades possibles al llarg de la vida de l'individu. Això motiva una línia de recerca científica basada en el procés de recobrir el titani utilitzat per a pròtesi de maluc i implants dentals amb hidroxiapatita, el material que forma la part mineral de l'os. En aquesta línia es basa el següent TFG amb l'objectiu de modificar superficialment una làmina de Ti6Al-*7Nb amb la finalitat d'induir rugositat sobre aquesta. Aquesta modificació superficial es duu a terme mitjançant dues tècniques diferents, una tècnica mecànica (desbastament) i una altra tèrmica (ablació làser). Posteriorment, es recobreix aquesta superfície mitjançant la tecnologia de deposició tèrmica per plasma atmosfèric i posteriorment es caracteritza microestructuralment i s'assaja el conjunt recobriment/substrat amb la finalitat de conèixer quin substrat proporciona una major resistència a l'adherència. Aquest procés permet arribar a la conclusió, que és necessària una rugositat al voltant de 60 µm per a poder aconseguir uns resultats acceptables. Human life expectancy has increased considerably over the years and this requires an increase in the durability of implantable materials in order to replace them as few times as possible throughout the individual's life. This motivates a line of scientific research based on the process of coating the titanium used for hip prostheses and dental implants with hydroxyapatite, the material that forms the mineral part of bone. The following TFG is based on this line with the aim of superficially modifying a Ti-6Al-7Nb sheet in order to induce roughness on it. This surface modification is carried out using two different techniques, a mechanical technique (grinding) and a thermal technique (laser ablation). Subsequently, said surface is coated using atmospheric plasma thermal deposition technology and subsequently it is microstructurally characterized and the coating/substrate assembly is tested in order to know which substrate provides greater resistance to adhesion. This process allows us to reach the conclusion that a roughness of around 60 µm is necessary to achieve acceptable results.

Background: The sensitivity of dentin affects 57% of the population. In Ecuador there are no toothpastes that use hydroxyapatite nanoparticles (nHAP) as an agent that favors the treatment of this pathology. Objective: To evaluate the effect of sealing dentinal tubules with toothpaste with nHAP using Atomic Force Microscopy (AFM) Methods: Experimental in vitro study, on 24 1mm thick dentin discs that were exposed to acid etching with 37% orthophosphoric acid to simulate sensitive dentin. Four groups were formed to receive brushing for seven days with nHAP at different concentrations added to commercial toothpaste (0%, 1%, 2% and 3%). The synthesis of nHAP was performed by precipitation of calcium hydroxide and phosphoric acid. The diameter of the dentinal tubules was determined before and after brushing Using AFM, in each group. Differences were analysed by ANOVA between groups and the initial and final difference in dentine diameters in each treatment were examined with a T test for paired groups, and a Fisher LSD test with 95% Confidence Interval (CI). Results: Addition of orthophosphoric acid had a positive effect on increasing the diameter of the tubule, obtaining an average of 1.74μm (normal diameter 0.9µm). After brushing it was shown that toothpaste with 0% nHAP did not change the diameter of the tubule, while significant differences were observed with toothpastes with 1, 2, 3% of nHAP. Conclusions: The addition of 3% nHAP to toothpaste is effective in reducing the diameter of dentinal tubules of sensitive dentines. Introducción: La sensibilidad de la dentina afecta al 57% de la población. En Ecuador no existen pastas dentales que empleen nanopartículas de hidroxiapatita (nHAP) como agente que favorece el tratamiento de esta patología. Objetivo: Evaluar mediante Microscopía de Fuerza Atómica (AFM) el efecto del sellado de túbulos dentinarios con pasta dental con nHAP. Métodos: Estudio experimental, in vitro, en 24 discos de dentina de un milímetro de espesor que fueron sometidos a grabado ácido con ácido ortofosfórico al 37% para simular dentina sensible. Se conformaron 4 grupos para recibir cepillado por siete días con nHAP a diferentes concentraciones añadidas a una pasta dental comercial: 0%, 1%, 2% and 3%. La síntesis de nHAP se realizó mediante precipitación de hidróxido de calcio y ácido fosfórico. Con ayuda de AFM se determinó el diámetro de los túbulos dentinarios antes y después del cepillado. Las diferencias fueron analizadas mediante ANOVA entre grupos y la diferencia inicial y final de los diámetros de dentina en cada tratamiento se examinaron con prueba t para grupos pareados y prueba LSD de Fisher con intervalo de confianza (IC) 95% Resultados: La adición de ácido ortofosfórico tuvo un efecto positivo en el aumento del diámetro del túbulo obteniéndose un promedio de 1.74μm (diámetro normal 0.9µm). Después del cepillado se demostró que las pastas dentales con 1, 2, 3% de nHAP cambiaron significativamente el diámetro del túbulo, mientras que, la pasta dental con 0% de nHAP no lo hizo Conclusiones: La adición 3% de nHAP a pasta dental es efectiva para disminuir el diámetro de túbulos dentinarios de dentinas sensibles

Introducción: el titanio y algunas de sus aleaciones son considerados la mejor opción para fabricar implantes permanentes, debido a sus excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión en el ambiente fisiológico, además de su buena biocompatibilidad y osteointegración. Objetivo: solucionar algunas de las limitaciones más significativas de los implantes de titanio: fenómenos de fatiga y falla de la biointerfase. Métodos: muestras de titanio qp grado IV con porosidad de 250-355 µm, fueron obtenidas por la técnica de space-holder (50 % vol. NH4HCO 3, 800 MPa y 1250 ºC durante 2 h en alto vacío), produciéndose buen balance entre rigidez y resistencia mecánica del material. Detrás los sustratos de titanio poroso fueron recubiertos con hidroxiapatita obtenida vía sol-gel, por inmersión, secadas a 80 ºC y tratadas térmicamente a 450 ºC durante 5 h en vacío. La formación de fase, morfología de la superficie, microestructura interfacial, capacidad de infiltración y sección transversal de los recubrimientos, fue investigada por diferentes métodos de análisis químico-físico. Resultados: los análisis de espectroscopia infrarroja de transformada de Fourier y difracción de rayos X mostraron la cristalinidad de la fase y la homogeneidad en la composición química del recubrimiento. La evaluación micromecánica y adherencia del recubrimiento (curvas de P-h y resistencia al rayado) demostraron una buena adherencia del recubrimiento al sustrato metálico. El recubrimiento fue poroso sin evidencia de formación de grietas. Estos poros aparecen interconectados formando una red continua, característica morfológica que es una ventaja para permitir la circulación de fluido fisiológico, cuando se utiliza el sistema para aplicaciones biomédicas. Conclusiones: la cristalinidad satisfactoria y adhesión entre el recubrimiento y el sustrato sugieren el sistema como promisorio para aplicaciones en el desarrollo de implantes ortopédicos.

La hidroxiapatita sintética es un biomaterial ampliamente utilizado en los procedimientos de regeneración ósea guiada. Objetivo: Sintetizar hidroxiapatita sintética a partir de la cáscara de huevo bajo distintos precipitados de ácido nítrico. Métodos: Estudio experimental que obtuvo CaCO3 a partir de la pulverización de la cáscara de huevo (Gallus gallus). El carbonato fue titulado con tres concentraciones de ácido nítrico (5, 10 y 15%) y fosfato de amonio. De las mezclas se realizaron pruebas a distintas temperaturas de calcinación (150, 600, 700, 800 y 900 °C) y tiempos de calcinación (2, 4, 8 y 12 h). Se utilizó el análisis de difracción de rayos X para caracterizar la presencia de carbonato de calcio e hidroxiapatita. Resultados: De las distintas rutas de síntesis, la vía de precipitación de ácido nítrico por exceso al 15% más el carbonato de calcio calcinado a 700 °C durante 8 h ofreció los resultados más similares a la hidroxiapatita sintética al ser comparado con el patrón estándar comercial. Los picos de intensidad correspondieron a los ángulos 2θ: 20, 26, 33, 34, 40, 48 y 50 Conclusiones: El método de síntesis por precipitación utilizando como sustrato el carbonato de calcio proveniente de la cáscara de huevo más nitrato de calcio y ácido nítrico, evidenció ser adecuado y práctico para la síntesis de hidroxiapatita. Su uso puede ser replicado para los estudios de caracterización y respuesta toxicológica en modelos experimentales pre clínicos., Synthetic hydroxyapatite is a biomaterial widely used in guided bone regeneration procedures. Objective: Synthesize synthetic hydroxyapatite from eggshells under different precipitates of nitric acid. Methods: Experimental study, which obtained CaCO3 from the pulverization of eggshells (Gallus gallus). The carbonate was titrated with three concentrations of nitric acid (5, 10 and 15%) and ammonium phosphate. The mixtures were tested at different calcination temperatures (150, 600, 700, 800 and 900 °C) and calcination times (2, 4, 8 and 12 h). X-ray diffraction analysis was used to characterize the presence of calcium carbonate and hydroxyapatite. Results: Of the different routes of synthesis, the route of precipitation of nitric acid by excess to 15% plus calcined calcium carbonate at 700 °C during 8h offered more equivalent results to the synthetic hydroxyapatite when compared with the commercial standard. The peaks of intensity corresponded to the angles 2θ: 20, 26, 33, 34, 40, 48 and 50. Conclusions: The method of synthesis by precipitation, using calcium carbonate from eggshells as substrate plus calcium nitrate and nitric acid; proved to be adequate and practical for the synthesis of hydroxyapatite. Its use can be replicated for toxicological characterization and response studies in pre-clinical experimental models.

The aim of this work was the manufacturing of polyvinyl alcohol (PVA) and polycaprolactone (PCL) filaments to be used in 3D printing with Fused Deposition Modeling (FDM) technology. This study was first oriented in the fabrication of filaments with these biopolymers by using extrusion and then in the internal reinforcement of the filaments with hydroxyapatite (HAp) in order to improve their mechanical properties. Previous to the manufacturing process, PVA, PCL and HAp were characterized by using X-ray diffraction to observe the crystallographic order of the polymeric chains. The infrared spectroscopy was used to analyze the functional groups that are present in these biopolymers and consequently their possible influence during the extrusion. Thermal analysis were vitals in order to stablish the manufacturing conditions including the melting point and degradation temperature of the tested materials. This study showed the challenges of the implant manufacturing by using 3D printing with biopolymers. The obtained results evidence that attention should be placed in the fabrication of biopolymeric filaments for future development of functional and personalized implants. El objetivo principal de este trabajo fue la fabricación de filamentos de alcohol polivinílico (PVA) y policaprolactona (PCL) para ser usados en impresión 3D con tecnología de modelado por deposición fundida de filamentos (FDM). El estudio se orientó primeramente en fabricar los filamentos de estos biopolímeros por extrusión y posteriormente estos se reforzaron internamente con hidroxiapatita (HAp) para así mejorar sus propiedades mecánicas. Previo al proceso de manufactura, el PVA, PCL y HAp se caracterizaron usando difracción de rayos-X para evidenciar el grado de ordenamiento cristalográfico de las cadenas poliméricas. La espectroscopia infrarroja se usó para observar los grupos funcionales presentes en estos polímeros y consecuentemente su posible influencia durante el procesamiento por extrusión. Análisis térmicos fueron vitales para establecer las condiciones de manufactura incluyendo la temperatura de fusión y degradación de estos polímeros y HAp. Finalmente, los filamentos fueron analizados por microscopia electrónica. Este estudio permitió evidenciar los retos aun existentes en la manufactura de implantes por medio de impresión 3D usando biopolímeros. Los resultados obtenidos demuestran que atención cuidadosa debe brindarse a la obtención de los filamentos de estos biomateriales para desarrollar futuramente implantes funcionales y personalizados.

Resumen El objetivo principal de este trabajo fue la fabricación de filamentos de alcohol polivinílico (PVA) y policaprolactona (PCL) para ser usados en impresión 3D con tecnología de modelado por deposición fundida de filamentos (FDM). El estudio se orientó primeramente en fabricar los filamentos de estos biopolímeros por extrusión y posteriormente estos se reforzaron internamente con hidroxiapatita (HAp) para así mejorar sus propiedades mecánicas. Previo al proceso de manufactura, el PVA, PCL y HAp se caracterizaron usando difracción de rayos-X para evidenciar el grado de ordenamiento cristalográfico de las cadenas poliméricas. La espectroscopia infrarroja se usó para observar los grupos funcionales presentes en estos polímeros y consecuentemente su posible influencia durante el procesamiento por extrusión. Análisis térmicos fueron vitales para establecer las condiciones de manufactura incluyendo la temperatura de fusión y degradación de estos polímeros y HAp. Finalmente, los filamentos fueron analizados por microscopia electrónica. Este estudio permitió evidenciar los retos aun existentes en la manufactura de implantes por medio de impresión 3D usando biopolímeros. Los resultados obtenidos demuestran que atención cuidadosa debe brindarse a la obtención de los filamentos de estos biomateriales para desarrollar futuramente implantes funcionales y personalizados. Abstract The aim of this work was the manufacturing of polyvinyl alcohol (PVA) and polycaprolactone (PCL) filaments to be used in 3D printing with Fused Deposition Modeling (FDM) technology. This study was first oriented in the fabrication of filaments with these biopolymers by using extrusion and then in the internal reinforcement of the filaments with hydroxyapatite (HAp) in order to improve their mechanical properties. Previous to the manufacturing process, PVA, PCL and HAp were characterized by using X-ray diffraction to observe the crystallographic order of the polymeric chains. The infrared spectroscopy was used to analyze the functional groups that are present in these biopolymers and consequently their possible influence during the extrusion. Thermal analysis were vitals in order to stablish the manufacturing conditions including the melting point and degradation temperature of the tested materials. This study showed the challenges of the implant manufacturing by using 3D printing with biopolymers. The obtained results evidence that attention should be placed in the fabrication of biopolymeric filaments for future development of functional and personalized implants.

RESUMEN: El objetivo de este artículo es presentar un caso clínico con la utilización de un innovador sistema de osteosíntesis basado en la mezcla de hidroxiapatita (HA) y acido poliláctico (PLLA). La paciente fue admitida en el Hospital Abraham González Peña de Lautaro (Chile) debido a una deformidad facial que exigió realizar una cirugía ortognática monomaxilar para avance y aumento transversal del maxilar; se utilizaron placas de tipo L y tornillos de HA/PLLA de 5 mm para la fijación maxilar, realizando la cirugía sin complicaciones; el proceso técnico y alta hospitalaria se ejecutó de forma convencional. Se realizó un análisis de la literatura donde se analiza la versatilidad, la seguridad y la estabilidad de segmentos cuando se utiliza este innovador material y se concluye que este tipo de osteosíntesis es aplicable a cirugía maxilofacial, exigiendo una curva de aprendizaje por parte del cirujano, necesaria para obtener resultados adecuados. ABSTRACT: The aim of this paper is to show a clinical case, where was used an innovative osteosynthesys system based on the mixture of hidroxiapatite (HA) and polilactic acid (PLLA). The patient was admitted into Abraham González Peña Hospital (Chile), showing a facial deformity to treat with monomaxillary orthognathic surgery for advance and transversal increase of the maxilla.; were used type L plates and 5 mm screws of HA/PLLA for the internal fixation, performing the surgery without complications; the technical process and the ALTA hospital was realized in a conventional strategy. Was realized a literature review showing the versatility, safe and stability of bone segment when used this innovative material and it´s concluded that this osteosynthesis system can be used normally in maxillofacial surgery; a learning curve to learn about this material is needed by surgeons.

Resumen Los resultados de la simulación numérica realizada con el software Jets et Poudres fueron utilizados para depositar recubrimientos de hidroxiapatita mediante proyección térmica oxiacetilénica, con el fin de aumentar su cohesión y adhesión sobre sustratos de Ti6Al4V. Se determinó el efecto de una llama neutra, una oxidante y una súper-oxidante, así como de la distancia de proyección (7, 9,5 y 12 cm) entre el sustrato y la antorcha, sobre el número adimensional de K-Sommerfeld (K). Dicho número adimensional es influenciado por la distancia de proyección y no por las llamas evaluadas. Para recubrimientos fabricados a una distancia de 12 cm el número de Sommerfeld varía entre 34 y 37, lo que les confiere una estructura más homogénea que la de aquellos depositados a 7 y 9,5 cm en los que existe un alto contenido de partículas parcialmente fundidas (K=0), o con salpicaduras (K>75), que reducen la adhesión de los recubrimientos. Abstract Numerical simulations were carried out by Jets et Poudres software, and the results obtained were used to deposit hydroxyapatite coatings through oxyfuel flame spraying process, in order to improve its adhesion onto Ti6Al4V substrates. The effect of a neutral, an oxidizing and a super-oxidizing flames, as well as the spray distance between the substrate and the torch (7, 9.5 and 12 cm), on dimensionless K-Sommerfeld (K) number was determined. The dimensionless number is highly influenced by the spraying distance, while an effect of the flame type was not evident. The Sommerfeld number in coatings manufactured at 12 cm is between 34 and 37 and the homogeneity in their structure is higher than in those sprayed at 7 and 9.5 cm, in which unmelted particles (K=0) or splashing (K˃75) were observed, decreasing the adhesion of coatings.

Los microorganismos causantes de muchas enfermedades y condiciones médicas comunes se han vuelto resistentes a una amplia gama de medicamentos antimicrobianos. Por lo tanto, es necesario el desarrollo de nuevos agentes antibacterianos, fármacos, vacunas y estrategias en nanotecnología. La hidroxiapatita (HA) es uno de los principales constituyentes de la matriz ósea, es el más estable, más denso y menos soluble de los fosfatos de calcio (CaPs), es biocompatible y bioactiva; su modelo estructural iónico puede aceptar sustituyentes catiónicos y aniónicos, lo que permite adaptar sus propiedades y mejorar su aplicación. Nanopartículas de HA con nanopartículas metálicas y óxidos metálicos pueden ser un material prometedor para combatir las enfermedades infecciosas. Esta investigación se enfoca en la obtención de nanocompuestos de hidroxiapatita dopada con óxido de magnesio y platino a través de la ruta de síntesis solvotermal, a diferentes relaciones surfactante/cosurfactante con el fin de controlar la morfología de los nanocompuestos. Los polvos sintetizados fueron caracterizados empleando varias técnicas como difracción de rayos X (DRX) para determinar su estructura y pureza; Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), para identificar los grupos funcionales presentes; Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Microscopía Electrónica de barrido por Emisión de campo (FESEM) para observar la morfología, tamaño y distribución de las nanopartículas. Posteriormente, se evalúo la actividad antibacteriana mediante el método de difusión por disco frente a bacterias gram- positivas y gram negativas, con y sin radiación ultravioleta. Para fines comparativos y el análisis del efecto de las nanopartículas metálicas y de óxidos metálicos en la actividad antibacteriana, se estudió además, el comportamiento de nanocompuestos dopados con plata. Los resultados demuestran que el método solvotermal es una forma de síntesis prometedora para producir nanopartículas de hidroxiapatita dopada con nanopartículas metálicas y de óxidos metálicos, con determinada morfología y susceptibilidad en bacterias como Streptococcus mutans y Escherichia Coli; mostrando así, el posible uso de este material como antibacteriano. Abstract: Microorganisms cause many diseases and common medical conditions and they have become resistant to antimicrobial drugs. Therefore, the development of new antibacterial agents, drugs, vaccines and strategies in nanotechnology is necessary. Hydroxyapatite (HA) is one of the main constituents of the bone matrix. It material is the most stable, densest and least soluble of the calcium phosphates (CaPs) and have others qualities like biocompatible and bioactive. Hydroxyapatite Ionic structural model can accept cationic and anionic substituents, which allows to adapt its properties and to improve its application. Hydroxyapatite nanoparticles combined with metal nanoparticles and metal oxides can be a promising material to combat infectious diseases. Research focus is obtain nanocomposites of hydroxyapatite doped with magnesium oxide and platinum. Synthetic route used was solvothermal at different surfactant / cosurfactant ratios in order to control the morphology of the nanocomposites. Synthesized powders were characterized using several techniques such as X-ray diffraction (XRD) to determine their structure and purity; Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), to identify the functional groups present; Scanning Electron Microscopy (SEM) and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) to observe the morphology, size and distribution of nanoparticles. Subsequently, antibacterial activity was evaluated by disc diffusion method whit gram-positive and gram-negative bacteria, with and without ultraviolet radiation. Behavior of nanocomposites doped whit silver was also studied to compare and analyze the effect of metal nanoparticles and metal oxides on bacterial activity. Results demonstrate that the solvothermal method is a promising synthetic form to produce nanoparticles of hydroxyapatite doped with metal nanoparticles and metal oxides with different morphology and susceptibility to Streptococcus mutans and Escherichia coli. Maestría

93 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería Ambientales. En el presente trabajo se propone una metodología para la extracción de colágeno tipo I alojada en las escamas de los peces Oreochromis niloticus (tilapia), Mugil cephalus (lisa) y Oncorhynchus chrysogaster (salmón), recuperadas de los desechos de un mercado de Azcapotzalco en la ciudad de México. El contenido proteico de las escamas se caracterizó a través de técnicas fisicoquímicas tales como AFM, FT-IR y electroforesis (SDS-PAGE), mientras que la cuantificación proteica se hizo por el método de Bradford con algunas modificaciones. Mostrando su posible aplicación en el campo de los biomateriales, como es el caso de la hidroxiapatita-colágeno (HAp/C), se encontró que la proteína de la especie lisa no se degradó durante el tiempo de extracción y purificación, a comparación de las especies restantes, las cuales presentaron un rendimiento de extracción menor. El colágeno recupèrado se exploró para su posible aplicación en el campo de los biomateriales, como es el caso de la hidroxiapatita hidroxiapatita-colágeno (HAp/C) se realizó a través de dos vías: sol-gel y precipitación. Cabe mencionar que la síntesis de HAp/C se realizó con el colágeno de tres fuentes distintas; una proveniente de la extracción de la especie marina y las otras a partir de las proteínas de referencia de cola de rata y talón de aquiles de bovino (SIGMA). Para llevar a cabo la síntesis de la apatita de tipo HAp/C a diferentes relaciones (50-50 y 80-20% p/p), se evalúo el tiempo de secado, considerando la temperatura de desnaturalización de la proteína (35ºC). Los resultados revelaron que para la síntesis por sol-gel de HAp/C se requerían 120 días de secado, en comparación del método de precipitación que solo llevó 35 días. Finalmente, se procedió a su caracterización por medio de DRX, FT-IR y SEM. Los resultados de caracterización fisicoquímica indicaron los picos característicos de la estructura cristalina de la hidroxiapatita. Los compositos sintetizados (HAp/C) en la relación 80-20%, y 50-50% con las tres fuentes de colágeno; de cola de rata, bovino y lisa revelaron que la magnitud del cristal con la proteína extraída de la especie marina lisa tiene mayor tamaño atribuido al pico de menor amplitud que con las otras fuentes de colágeno, viéndose influido no solo a su origen de extracción ya sea mamífero o marino, sino a su proceso de purificación. Cabe mencionar que los estudios por SEM revelaron que en los compositos se ve cubierta la hidroxiapatita en una matriz de colágeno para las tres diferentes fuentes proteicas. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

En este trabajo se presenta un estudio detallado de la influencia de la temperatura de calcinación en las propiedades composicionales, morfológicas, estructurales y de bioactividad de hidroxiapatita extraída de huesos de cerdo. Los fosfatos de calcio se obtuvieron a partir de la diáfisis del fémur de cerdo con una edad de sacrificio aproximada de 6 meses, mediante procesos físicos de cocción, lavado y molienda; con el fin extraer la materia orgánica del hueso. Posteriormente, el material se pulverizó mediante un molino de bolas y se tamizó para obtener un tamaño de grano aproximadamente de 35µm. En la etapa final de la sintetización, se realizó un proceso de calcinación a temperaturas de 600°C, 700°C, 800°C, 850°C, 900°C, 950°C, 1000°C, 1050°C, 1100°C, 1150°C y 1200°C aplicando rampas de temperatura de 5°C por minuto con el fin de evitar la desestabilización del material. El proceso de extracción de los fosfatos de calcio se llevó a cabo sin el uso de químicos alcalinos, ya que éstos son perjudiciales para el ambiente y la salud. Los fosfatos de calcio obtenidos fueron caracterizados mediante difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, microscopia electrónica de barrido y energía dispersiva de rayos X. De acuerdo a las anteriores caracterizaciones, se determinaron los tratamientos térmicos que favorecen la formación de Hidroxiapatita (HAp) los cuales fueron expuestos biologicamente a fluido biológico simulado (SBF) durante 3 y 7 días; posterior a esta exposición, los materiales fueron caracterizados mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y microscopia electrónica de barrido (Texto tomado de la fuente) In this present work is a detailed study of the influence in the calcination temperature on the compositional, morphological, structural and bioactivity properties of hydroxyapatite extracted from pig bones. The calcium phosphates were obtained from the diaphysis of the pig femur with a slaughter age of approximately 6 months, by the physical processes of cooking, washing and grinding; in order to extract the organic matter from the bone. Subsequently, the material was pulverized by a ball mill and sieved to obtain a grain size of approximately 35μm. In the final stage of the synthesis, a calcination process was carried out at temperatures of 600 °C, 700 °C, 800 °C, 850 °C, 900 °C, 950 °C, 1000 °C, 1050 °C, 1100 °C, 1150 °C and 1200 °C applying temperature ramps of 5 °C per minute in order to avoid the destabilization of the material. The extraction process of calcium phosphates was carried out without the use of alkaline chemicals, since they are harmful to the environment and health. The calcium phosphates obtained were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy by Fourier transform, scanning electron microscopy and X-ray dispersive energy. According to the previous characterizations, the thermal treatments that favor the formation of Hydroxyapatite were determined ( HAp) which were exposed biologically to simulated biological fluid (SBF) for 3 and 7 days; After this exhibition, the materials were characterized by infrared spectroscopy by Fourier transform and scanning electron microscopy Maestría

[EN] Implant dentistry has become an important event for people. However, waiting times of processes associated witch this surgery are still long. Nowadays it affects investigate by this way, finding ways to deal with these implants, whether dental, trauma surgery, etc., which can accelerate osseointegration. This project aims to study how it can affect a coating with hydroxyapatite microdomains dental implants in adhesion, cell proliferation and differentiation. In several studies this coating has been deposited from the proposal of Kokubo on polymers and cellulose, corroborating that facilitates the adhesion and cell proliferation. Once studied the times of hydroxyapatite coating on the material used in this work, based on titanium alloy (Ti6Al4V), four times of coating for subsequent assays were determined: 96, 192 and 288 hours and time control (uncoated). Dental pulp mesenchymal cells where seeded on these surfaces, and adhesion, cell proliferation and differentiation were studies using histological techniques (DAPI, eosin staining and rhodamine phalloidin staining); cellular morphology from images taken by scanning electron microscope was also determined. For adhesion, cell culture time was 6 hours, resulting in shorter times than hydroxyapatite coating (96 hours), the adhesion of cells on the coated titanium alloy was important. To study cell proliferation, a 7 days culture was performed. The cells tended to detach from the surface of the coating over time, and those that had been deposited on “cauliflower” hydroxyapatite, proliferated in them, forming large cell clusters. Finally, it was preferred not cause differentiation, but if studied hydroxyapatite itself allowed differentiation of the plated cells to osteoblasts. The cell culture was maintained 15 days, but the results showed no differentiation., [ES] La implantología dental se ha convertido en un hecho importante para las personas. No obstante, los tiempos de espera de los procesos que conlleva esta cirugía aún son largos. Hoy en día se incide en investigar por esta vía, encontrándose formas para tratar estos implantes, ya sean dentales, para cirugía traumática, etc., que puedan acelerar su osteointegración. Este proyecto pretende estudiar cómo puede afectar un recubrimiento con microdominios de hidroxiapatita sobre implantes dentales en la adhesión, proliferación y diferenciación celulares. Se ha visto en bibliografía que la hidroxiapatita es osteoinductiva. En diversos estudios se ha depositado a partir de la propuesta de Kokubo sobre polímeros y celulosa, corroborándose que facilita la adhesión y proliferación celulares. Una vez estudiados los tiempos de recubrimiento de hidroxiapatita sobre el material utilizado en este trabajo, una aleación basada en titanio (Ti6Al4V), se determinaron cuatro tiempos de recubrimiento para los ensayos posteriores: 96, 192 y 288 horas y un tiempo control (sin recubrimiento). Se sembraron células mesenquimales de pulpa dentaria sobre estas superficies y se estudiaron la adhesión, proliferación y diferenciación celulares, a partir de técnicas histológicas (DAPI, tinción por eosina y tinción por rodamina faloidina); también se determinó la morfología celular a partir de imágenes tomadas al microscopio electrónico de barrido. Para la adhesión, el tiempo de cultivo celular fue de 6 horas, obteniéndose como resultado que a tiempos cortos de recubrimiento con hidroxiapatita (96 horas), la adhesión de las células sobre la aleación de titanio recubierta era importante. Para estudiar la proliferación celular, se realizó un cultivo de 7 días. Las células tendían a despegarse de la superficie del recubrimiento a lo largo del tiempo, y aquéllas que se habían depositado sobre las “coliflores” de hidroxiapatita, proliferaban en ellas, formándose grandes cúmulos celulares o clusters. Finalmente, se prefirió no provocar la diferenciación, sino estudiar si la hidroxiapatita por sí misma permitía la diferenciación de las células sembradas a osteoblastos. El cultivo celular se mantuvo 15 días, pero los resultados obtenidos no demostraron una diferenciación celular., [CA] La implantologia dental ha esdevingut un fet important per a les persones. No obstant, els temps d’espera dels processos que porta esta cirurgia encara són llargs. Hui en dia s’incideix en investigar per esta via, trobant-se formes de tractar estos implants, ja siguen dentals, per a cirurgia traumàtica, etc., que poden accelerar la seua osteointegració. Este projecte pretén estudiar com pot afectar un recobriment amb microdominis d’hidroxiapatita sobre els implants dentals en l’adhesió, proliferació i diferenciació cel·lulars. S’ha vist a bibliografia que la hidroxiapatita és osteoinductiva. En diversos estudis s’ha depositat a partir de la proposta de Kokubo sobre polímers i cel·lulosa, corroborant-se que facilita l’adhesió i proliferació cel·lulars. Una vegada estudiats els temps de recobriment d’hidroxiapatita sobre el material utilitzat en este treball, una aleació basada en titani (Ti6Al4V), es varen determinar quatre temps de recobriment per als assajos posteriors: 96, 192 i 288 hores i un temps control (sense recobriment). Es varen sembrar cèl·lules mesenquimals de pulpa dentària sobre estes superfícies i es varen estudiar l’adhesió, proliferació i diferenciació cel·lulars, a partir de tècniques histològiques (DAPI, tinció amb eosina i tinció per rodamina faloidina); també es va determinar la morfologia cel·lular a partir d’imatges preses al microscopi electrònic de rastreig. Per a l’adhesió, el temps de cultiu cel·lular va ser de 6 hores, obtenint-se com resultat que a temps curts de recobriment amb hidroxiapatita (96 hores), l’adhesió de les cèl·lules sobre l’aleació de titani recoberta era important. Per a estudiar la proliferació cel·lular, es va realitzar un cultiu de 7 dies. Les cèl·lules tendien a desapegar-se de la superfície del recobriment al llarg del temps, i aquelles que s’havien depositat sobre les “coliflors” d’hidroxiapatita, proliferaven en elles, formant-se grans cúmuls cel·lulars o clusters. Finalment, es va preferir no provocar la diferenciació, sinó estudiar si la hidroxiapatita per si mateixa permetia la diferenciació de les cèl·lules sembrades a osteoblasts. El cultiu cel·lular es va mantindre 15 dies, però els resultats obtinguts no varen demostrar una diferenciació cel·lular.

En este trabajo se presenta la caracterización y la obtención de hidroxiapatita natural a partir de muestras de la región cortical de hueso tipo fémur bovino, las cuales fueron calcinadas a 600°C, 800°C y 1000°C, respectivamente. A partir de la caracterización realizada mediante espectroscopia Raman se puede observar que después del proceso de calcinación desaparecen las bandas ubicadas en 1443, 1677 y 2935 cm-1, las cuales están asociadas al colágeno presente en el hueso, y se genera una intensa banda ubicada en 963 cm-1 la cual está asociada a la hidroxiapatita. Los patrones de difracción de rayos X evidencian los planos característicos de la hidroxiapatita (211), (112) y (310), asimismo, al aumentar la temperatura de calcinación el grado de cristalinidad de las muestras aumenta, adicionalmente el análisis EDS indica la presencia de elementos como fosforo, calcio, oxigeno, carbón y magnesio. Además se incorporó ZnO a la matriz de HA obtenida a 1000 °C y se estudió la actividad antimicrobiana de las muestras sobre Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 y Staphylococcus aureus ATCC2 5923, los análisis realizados mostraron que al incorporar ZnO se generan halos de inhibición frente a estos dos tipos de microorganismos (Texto tomado de la fuente) In this paper it was evaluated the obtention and characterization of pure hydroxyapatite, it from cortical region of the bone calcined at temperatures of 600°C, 800°C and 1000°C. From the characterization realized by Raman spectroscopy it was observed that the bands in 1443, 1677 and 2935 cm-1 disappear, these bands are associated with collagen present in the bone, and finally, an intense band that is placed in 950 cm-1 is associated with hydroxyapatite. Diffraction X-rays patterns show the characteristic planes of hydroxyapatite (211), (112) and (310), furthermore, if the calcination temperature increase, the degree of crystallinity of the samples increases, additionally EDX analysis indicates the presence of elements such as phosphorus, calcium, oxygen, carbon and magnesium. Furthermore, ZnO was incorporated into the HA matrix obtained at 1000°C and the antimicrobial activities of the samples were investigated against Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027 and Staphylococcus aureus ATCC2 5923 strains using the disc diffusion method Maestría

Objetivo: Analizar los resultados de 111 pacientes pediátricos sometidos a enucleación o evisceración en la Clínica Barraquer durante 11 años (1990-2000), determinando tipo de corrección realizada y complicaciones asociadas al procedimiento quirúrgico. Métodos: Estudio retrospectivo de las historias clínicas de todos los pacientes menores de 18 años que fueron sometidos a los procedimientos mencionados, obteniendo datos demográficos, diagnóstico, cirugías oftalmológicas asociadas, características de implantes o injertos, seguimiento y complicaciones postoperatorias en todos los pacientes. Resultados: Se realizaron 55 enucleaciones y 56 evisceraciones. Sólo en un caso no se colocó algún implante o injerto. Durante los primeros 4 años del análisis los injertos lipodérmicos correspondían a un 25,45% y los implantes de Nylon a un 72,72% de las correcciones realizadas, mientras que en los últimos 7 años el implante de hidroxiapatita constituyó el 78,57% de los casos intervenidos. En 17 (15,32%) pacientes se observaron complicaciones que requirieron algún tipo de corrección quirúrgica, sin diferencias estadísticamente significativas entre las distintas correcciones utilizadas. Conclusiones: Para la población pediátrica los implantes de hidroxiapatita, además de brindar una excelente reconstrucción de la órbita anoftálmica, mejoran los resultados estéticos y de motilidad. Sin embargo otro tipo de correcciones como los injertos lipodérmicos siguen constituyendo una excelente alternativa en nuestro medio, teniendo en cuenta que sus costos son mucho menores. Aunque se observaron algunas complicaciones con los diferentes tipos de corrección, muy pocas requirieron una nueva intervención quirúrgica. La tasa de complicaciones se incrementa en pacientes de menos edad. Objective: To analyze the results from 111 pediatric patients who underwent enucleation or evisceration at Barraquer Clinic, during 11 years (1990- 2000), determining the kind of correction used and complications associated with the procedure. Methods: Retrospective study of medical records from all patients under 18 years who underwent mentioned surgery. Demographic data, diagnosis, associated ophthalmic surgeries, implants or grafts characteristics, follow up period and postoperative complications were determined in all patients. Results: A total of 55 enucleations and 56 eviscerations were done. In only one case neither implant nor graft was placed. During the first 4 years of the study, lipodermal grafts corresponded to 25,45% and nylon implants to 72,72% of the totality, while in the last 7 years hydroxyapatite implants corresponded to 78,57% of the cases. 17 patients (15,32%) had complications that required surgical correction, with no significant statistical difference between the types of corrections placed. Conclusions: Hydroxyapatite implants give an excellent anophthalmic orbit reconstruction for pediatric population, and improve esthetic and motility results. Other correction types like lipodermal grafts still constitute an excellent alternative in our environment, considering their lower costs. Although we observed some complications with the different correction methods, only a few cases required surgical intervention. The rate of complications increased in younger patients.

En los últimos años, se ha incrementado de forma exponencial el estudio del silicio poroso Nanoestructurado, destacándose en ellos nuevas aplicaciones biomédicas, tales como: Biosensores, liberación controlada de fármacos, sustratos para el crecimiento de células regeneradoras del tejido óseo, etc. Los materiales ideales para tales aplicaciones deben cumplir ciertos requisitos a saber: no tóxicos, biocompatibles, biodegradables, mecánicamente estables, reabsorbibles por el cuerpo humano, etc. En este trabajo de tesis, se fabricaron muestras de silicio poroso a partir de silicio cristalino. La porosidad se llevó a cabo con ayuda de una celda de electroquímica, cuyo diseño estuvo dentro de los objetivos del trabajo, y por medio de la técnica de anodizado electroquímico, se variaron algunos parámetros de síntesis con el ánimo de obtener diferentes diámetros de poros y establecer reproducibilidad en los experimentos. Posteriormente, se caracterizaron dichas muestras, óptica, morfológica y estructuralmente, esto con el objetivo de contribuir en los sustratos usados como material base en el crecimiento de Hidroxiapatita (material constituyente del tejido óseo). El trabajo en equipo junto con la Facultad de odontología de la Pontificia Universidad Javeriana (Bogotá), permitirá la posterior aplicación de estos sustratos para el crecimiento de células que estimulen el regeneramiento óseo o en su defecto la Hidroxiapatita crecida en estos se use como esmalte dental. Abstract. In recent years, there has increased exponentially studying porous silicon nanostructured, standing on them new biomedical applications such as biosensors, drug controlled release substrates for the growth of bone tissue regenerative cells, etc. The ideal material for such applications must meet several requirements including: non - toxic, biocompatible, biodegradable, mechanically stable, absorbable by the human body, etc.. In this thesis, the porous silicon samples fabricated from crystalline silicon. The p orosity was conducted using a electrochemical cell, which was within the design objectives of the work, by electrochemical anodizatión technique, some parameters will vary with the deposition purpose of obtaining pore diameters on the order of microns and establish the reproducibility in the experiments. Subsequently, these samples were characterized, optical morphological and structurally, this in order to contribute the substrates used as base material in the growth of hydroxyapatite (constituent materi al of bone tissue). Team work together with the faculty of Dentistry, Pontificia Universidad Javeriana (Bogotá), allow the application of these substrates for growth of cells that stimulate bone regeneramiento or failing hydroxyapatite grown in these is us ed as tooth enamel. Maestría

La hidroxiapatita (HA) sintética es un fosfato de calcio con fórmula Ca10(PO4)6(OH)2, semejante al componente mineral del tejido óseo de los vertebrados, la cual se ha venido utilizando como reemplazo de secciones de hueso, relleno de cavidades en odontología, recubrimiento de superficies de metales para implantes, refuerzo de materiales compuestos y como liberador de medicamentos. En esta investigación se procedió al tratamiento térmico a 1350°C y posterior caracterización de tres muestras de HA, una no comercial sintetizada por precipitación en fase acuosa (HA1) constituida por partículas nanométricas y dos productos comerciales, sintetizados por el método hidrotérmico (HA2) y por atomización a alta temperatura (HA3), respectivamente. La caracterización de las muestras se realizó mediante la determinación de la densidad y la superficie específica, contracción, FTIR, DRX y MEB. De los resultados obtenidos se evidencia que, con el tratamiento térmico aplicado, en el caso de la HA1, se logra un incremento de la densidad, disminución de la superficie específica, eliminación de agua e iones carbonato adsorbidos, mayor definición cristalina y superficie con porosidad y rugosidad, obteniéndose una HA con características semejantes a los productos comerciales HA2 y HA3, las cuales no sufren modificaciones significativas con el tratamiento térmico. Synthetic hydroxyapatite (HA) is a calcium phosphate with Ca10(PO4)6(OH)2 formula, similar to the mineral component of vertebrates bones tissues which has been used as a replacement of bone sections, filling cavities in dentistry, metal surface coating for implants, composite reinforcement and drug-eluting. In this research, three HA samples were summited at 1350 °C heat treatment and then to a chemical, physical and ceramic characterization. Those samples were a non-commercial one synthesized by aqueous precipitation method (HA1), and two commercial products, synthesized by hydrothermal method (HA2) and spray pyrolysis (HA3), respectively. Samples characterization was performed by density measurements, specific surface, shrinkage percentage, FTIR spectrometry, X-ray diffraction (DRX) and scanning electron microscope (SEM). Results showed that after thermic treatment, HA1 increases its density, decreases its specific surface, eliminates adsorbed water and carbonate ions, and increases its crystallinity and has porous morphology as well as rougher surface similar to commercial products HA2 and HA3 which do not undergo significant changes with heat treatment.

Este estudio presenta los resultados de las pruebasin vitrode la biocompatibilidad de sustratos de titanio biofuncionalizados con diferentes tipos de recubrimientos. Se identificaron los parámetros de recubrimiento mediante electroespraypara los grupos de hidroxiapatita, alginato yun compuesto hidroxiapatita/alginato. Se realizó caracterización morfológica con microscopia electrónica de barrido (SEM) y perfilometria. Posteriormente se evaluó la biocompatibilidad a través de la prueba de apatita bone- like por medio de un fluido corporal simulado y los resultados se observaron a través de difracción de rayos X (DRX). Se muestra en el análisis de DRXque para todos los grupos evaluados hubo formación de apatita, sin embargo teniendo en cuenta las características morfológicas y químicas,el compuesto hidroxiapatita/alginato presento mejores resultados sobre los sustratos de titanio. Adicionalmente se observa que el recubrimiento del alginato potencia las características bien conocidas que presenta los recubrimientos de hidroxiapatita. Por lo anterior se considera que estos revestimientos compuestos podría tener aplicaciones potenciales en el campo de la ingeniería de tejidos para servir de vehículo y espaciadores en la entrega de factores de crecimiento, medicamentos, que pueden impulsar efectivamente la regeneración ósea y mejorar la oseointegración de los implantes dentales. Abstract. This present study involves the results of in vitro tests of the biocompatibility of titanium substrates bio-functionalized with different types of coatings. The coating parameters through electrospray for groups of hydroxyapatite, alginate and a hydroxyapatite/alginate compound were identified. The morphological characterization was performed through scanning electron microscopy (SEM) and profilometry. Subsequently, biocompatibility was evaluated by applying Bone Apatite-Like Test through a simulated body fluid and the results are observed by Xray diffraction (XRD). The analysis XRD proved that apatite formation occurred for all of the evaluated groups. However, the hydroxyapatite/alginate composite showed better results on titanium substrates because of its morphological characteristics. Furthermore, it has been demonstrated that the features of hydroxyapatite coatings were powered by the alginate coating. Therefore, findings revealed that such composite coatings could have many potential applications in the field of tissue engineering so as to be used as spacers on growth factors, prescription delivery; which can effectively boost bone regeneration and improve osseointegration in dental implants. Otra