Biomateriales para injertos e implantes óseos: obtención, caracterización y biocompatibilidad in vivo

Abstract

Rehabilitation treatment for dental losses through osseointegrable implants has changed the way of planning this type of rehabilitation. Many patients who, before the arrival of this technique, were condemned to spend their lives "mutilated" or rehabilitated with uncomfortable and non-functional prostheses, can now be treated with greater quality and satisfaction. For this purpose, many materials and innovations have been presented on the world market, both graft materials and different implant models. Every time a patient needs to replace a missing tooth through implants, they must have a suitable bone base to allow a secure fixation. In this sense, in this thesis, it was proposed to study various materials available for the graft, such as the implants used for bone fixation as a support (abutment) for rehabilitation prostheses. The different dental materials and implants had different types of surface treatments in order to improve and/or accelerate osseointegration. In this sense, several studies related to the physical-chemical and mineralogical characterization of the same were carried out after the different proposed surface treatments, in vitro tests on cell cultures and, finally, the implantation in animal models to analyze their behavior when implanted in bone tissue. For this, histological analyzes were performed and the variations found in each proposed surface model were verified and described. The data found demonstrated that there is a difference in the healing response of bone tissue when the implant surface is physically and chemically modified, sometimes accelerating and sometimes improving the quality of the newly formed tissue. However, in the last studies that we carried out, where changes were made in the macro geometric shape of the implants, it was observed that these changes accelerated and benefited osseointegration more effectively than the changes in the roughness made on the surface of the implants. Regarding the type of material used for implant preparation, titanium, compared to zirconium, was shown to have superior ossification results. At the same time, two materials used to recover bone defects (grafts) that are already commercially available, made from bovine bone, were analyzed, where we can verify, both in vitro and in vivo analyzes, that the results were not adequate. With this, we open a new field for the realization and search for new materials that can more effectively replace this need.

El tratamiento de rehabilitación para pérdidas dentales a través de implantes oseointegrables ha cambiado la forma de planificar este tipo de rehabilitación. Muchos pacientes que, antes de la llegada de esta técnica, fueron condenados a pasar su vida "mutilados" o rehabilitados con prótesis incómodas y no funcionales, actualmente pueden ser tratados con mayor calidad y satisfacción. Para este propósito, se han presentado muchos materiales e innovaciones en el mercado mundial, tanto materiales de injerto como diferentes modelos de implantes. Cada vez que un paciente necesita reemplazar un diente perdido a través de implantes, debe tener una adecuada base ósea para permitir una fijación segura. En este sentido, en la presente tesis, se propuso estudiar diversos materiales disponibles para el injerto como los implantes utilizados para la fijación ósea como soporte (pilar) para las prótesis de rehabilitación. Los distintos materiales e implantes dentales tuvieron diferentes tipos de tratamientos superficiales con el objetivo de mejorar y/o acelerar la osteointegración. En este sentido, se realizaron varios estudios relativos a la caracterización físico-química y mineralógica de los mismos tras los distintos tratamientos superficiales propuestos, ensayos in vitro de en cultivos celulares y, finalmente, la implantación en modelos animales para analizar su comportamiento cuando se implanta en tejido óseo. Para esto, se realizaron análisis histológicos y se verificaron y describieron las variaciones encontradas en cada modelo de superficie propuesto. Los datos encontrados demostraron que hay una diferencia en la respuesta de curación del tejido óseo cuando la superficie del implante se modifica fisicoquímicamente, a veces acelerando y otras mejorando la calidad del tejido recién formado. Sin embargo, en los últimos estudios que realizamos, donde se provocaron cambios en la forma macro geométrica de los implantes, se observó que estos cambios aceleraron y beneficiaron la osteointegración de manera más efectiva que los cambios en la rugosidad realizados en la superficie de los implantes. Con respecto al tipo de material utilizado para la preparación del implante, se demostró que el titanio, en comparación con el zirconia, presenta resultados de osificación superiores. Al mismo tiempo, se analizaron dos materiales utilizados para recuperar defectos óseos (injertos) que ya se comercializan en el mercado, hechos de hueso bovino, donde podemos verificar, tanto análisis in vitro como in vivo, que los resultados no fueron adecuados. Con esto, abrimos un nuevo campo para la realización y búsqueda de nuevos materiales que puedan reemplazar más efectivamente esta necesidad.