Síntesis de un biomaterial compuesto de nanoestructuras de Fe3O4 /SiO2 y fibras de poliácido láctico para su aplicación en trasplante óseo

Abstract

En este trabajo se describe la síntesis y caracterización de nanoestructuras compuestas de óxido de hierro con dióxido de silicio (Fe3O4/SiO2), estos materiales fueron probados en ensayos biológicos: adhesión celular y proliferación celular para determinar si son materiales candidatos para ser usados en el campo de la ingeniería de tejidos mineralizados como el hueso. En el capítulo uno se hace una reseña del campo de la ingeniería de tejidos. que es la conjunción de la medicina, biología y ciencia de los materiales, también se revisarán conceptos básicos para comprender el porqué de la selección de este tipo de estructuras. En el capítulo dos, se describe la síntesis y caracterización de las nanoestructuras. Primero se sintetizaron las nanopartículas magnéticas (NPM´s) por el método de coprecipitación, para posteriormente mediante el método sol-gel agregar el dióxido de silicio para dar forma a las nanoestructuras de Fe3O4/SiO2. Se prepararon los andamios compuestos de las nanoestructuras de Fe3O4/SiO2 con el ácido poliláctico (PLA). Estas nanoestructuras se caracterizaron estructural, morfológica y químicamente por técnicas espectroscópicas como la difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (MEB), microscopia electrónica de transmisión (MET) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR, por sus siglas en inglés). En el capítulo tres se presentan los resultados obtenidos de la caracterización y las pruebas biológicas, así como su análisis y la discusión de los mismos. Finalmente se presentan las conclusiones del trabajo y las perspectivas de trabajos futuros, así como recomendaciones para guiar en futuras investigaciones. Abstract This work describes the synthesis and characterization of nanostructures composed of iron oxide and silicon dioxide (Fe3O4/SiO2). These materials were tested in biological assays: cell adhesion and cell proliferation to determine if they are candidates to be use in the field of tissue engineering, specifically in bone tissue regeneration. The chapter one is a review of tissue engineering (TE) field. TE is the result of the combination of medicine, biology and materials science. Furthermore, the basic concepts were reviewed to understand the reason for the selection of this type of nanomaterials. In chapter two, we discuss the synthesis and characterization of the nanomaterials. First, the magnetic nanoparticles (NPM´s) were synthesized by coprecipitation method, after the synthesis of Fe3O4/SiO2 nanostructures was performance by sol-gel method by the aggregation of silicon dioxide. Then the scaffolds composed by the Fe3O4/SiO2 nanostructures and the polylactic acid (PLA) were analised. Their structural, morphological and chemical characterization were performance by spectroscopic techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In chapter three are presented the results of the synthesis, characterization and biological assays realized in the biomaterials, including the analysis and discussion of the results. Finally, the conclusions are mentioned. Furthermore, some recommendations were included that can guide to the reader to modify parameters in order to improve this work.