Film di idrossiapatite per applicazioni mediche

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1 Film di idrossiapatite per applicazioni mediche Ilaria Alfieri Univ. Politecnica delle Marche

2 I Biomateriali I biomateriali sono materiali concepiti per interfacciarsi con i sistemi biologici per valutare, dare supporto o sostituire un qualsiasi tessuto, organo o funzione del corpo. Impieghi dei biomateriali nei tessuti duri: protesi, viti e placche, materiali da riempimento di difetti ossei, rivestimenti per protesi metalliche. Dato che interagiscono con i tessuti corporei devono soddisfare a requisiti di: -proprietà meccaniche -biocompatibilità -bioattività

3 Materiali metallici e rivestimenti Il titanio è generalmente considerato il materiale con le migliori proprietà di biocompatibilità e quindi, come biomateriale, è impiegato in diverse applicazioni, sia puro che in lega. Al fine di migliorare le interazioni protesi-tessuto osseo si ricorre al ricoprimento del titanio con materiali bioattivi, per ottenere una buona integrazione tramite la formazione di legami chimici con il tessuto. Tra i materiali ceramici più utilizzati si ha l idrossiapatite, (HA) che presenta una struttura molto simile a quella della componente minerale dell osso Vite ortodontica ricoperta con HA

4 RIVESTIMENTI DI IDROSSIAPATITE SU TITANIO In questo lavoro sono stati ricoperti tramite Sol-Gel (dip coating) substrati in Titanio sotto forma di parti per protesi ortopediche e viti per odontoiatria

5 Sol-Gel PREPARAZIONE Il ricoprimento del metallo è stato fatto utilizzando la tecnica Sol-Gel. Strati intermedi di TiO 2 e CaTiO 3 sono stati depositati per migliorare l adesione del coating finale di idrossiapatite (HA)

6 Test di mineralizzazione (SBF) I campioni hanno mostrato un elevato valore di mineralizzazione. I risultati appaiono ancor più interessanti se paragonati con i dati riportati in letteratura relativi a studi di bioattività in vitro di HA ottenuta via Sol-Gel su lega di titanio: g/m^ Weng et al FHAHA D E C A B F I G H N M L Nostri campioni Aumento Peso dopo SBF (14gg)

7 PLD Coating vs SOL-GEL Coating Resina Resina HA-Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Ti Spessore film: 5 µm HA-Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 T i Spessore film: 2 µm

8 Test di mineralizzazione (SBF) Aumento ponderale (mg) SG coating PLD coating Giorni Attualmente si stanno confrontando campioni trattati con Sol-Gel e Plasma Spray

9 I Polimeri in medicina Numerosi polimeri vengono attualmente impiegati nei dispositivi medici e anche nella produzione di parti per protesi, come elementi di collegamento nelle articolazioni e SCAFFOLD VANTAGGI maggiore biocompatibilità possibilità di modificare composizione e proprietà fisico-meccaniche, bassi coefficienti di attrito facile processabilità e lavorabilità anche in forme e strutture complesse possibilità di modificarne chimicamente e/o fisicamente la superficie possibilità di immobilizzare cellule o biomolecole al loro interno o sulla superficie.

10 Substrati studiati SLS su polveri di nylon 12 DuraForm TM

11 DuraForm TM Taglio e lappatura 120 Coating AlO(OH) Coating TiO 2 Coating Alluminato di Ca Coating CaTiO 3 Coating HA Coating HA

12 Risultati DuraForm TM SBF TiO 2 Nylon α Nylon γ Depositi da SBF Counts Assenza di HA θ DuraForm TM + TiO 2 + CaTiO 3 + HA Counts TiO 2 Nylon α Nylon γ HA Accrescimento di HA sul campione rivestito θ

13 Progetti: creazione di scaffold in nylon 6 Lo scaffold mima la struttura del tessuto naturale cercando anche di replicarne la funzione Microstruttura dell osso trabecolare Architetture cubica e cilindrica dello scaffold -Produzione di scaffold in nylon 6 tramite SLS -Coating con HA -Test di mineralizzazione

14 AAA COLLABORAZIONE CERCASI COATING: -Analisi composizionale (XPS) -Misurazione dell adesione del film al substrato SCAFFOLD: - Test di biocompatibilità