Generación y análisis de modelos de tejido óseo
Lograr reproducir las fases óseas, su organización y sus características contribuirá a mejorar en gran medida la regeneración ósea y el diseño de prótesis. Además, beneficiará a la ciencia de los materiales en general. Para ello, la Unión Europea financió el proyecto «Biomimetic organic-inorganic hybrid structural materials» (BIOHYMAT) , cuyo objetivo fue estudiar en profundidad la síntesis, la estructura y la función de los huesos. Durante la síntesis y el estudio de materiales similares al hueso, se desarrollaron métodos analíticos importantes para investigación básica y clínica. La densidad mineral ósea (DMO) es un parámetro relacionado con ciertas enfermedades óseas como la osteoporosis, la osteopetrosis y la enfermedad de Paget. El problema radicaba en la falta de una técnica para determinar este parámetro con una resolución espacial suficiente para obtener mapas de DMO precisos. En BIOHYMAT se pretende diseñar una herramienta potente para estudiar los efectos de diversas enfermedades sobre la DMO y relacionar este parámetro con las propiedades mecánicas de los huesos. La adhesión a interfaces orgánica/inorgánica desempeña un papel importante en la respuesta mecánica de materiales mixtos naturales y sintéticos. La falta de datos cuantitativos ha dificultado la selección de materiales para diseños híbridos. Las técnicas sistemáticas desarrolladas en el proyecto BIOHYMAT para el estudio de la adhesión en interfaces orgánico/inorgánico constituirán una herramienta importante para la ciencia de los materiales. Se continuó la investigación con el fin de diseñar técnicas novedosas destinadas a reproducir la compleja jerarquía de la estructura ósea. Mediante manipulación de los parámetros de procesado de la técnica de congelación de fundición (congelación controlada de suspensiones de partículas en agua), se obtuvieron estructuras laminares y hexagonales con microporosidad. Este trabajo sienta las bases para nuevas opciones de cerámicas porosas de aplicación en biomedicina, filtros y soportes catalizadores. Finalmente, se investigó el campo del carbono nanoestructurado con un experimento en el que se logró producir materiales de carbono híbridos. Se sintetizó óxido de grafeno en el laboratorio a partir de grafito y se demostró su reducción a grafeno al vacío. Tanto el óxido de grafeno como el grafeno constituyen materiales de carbono nanoestructurados novedosos de enorme interés por sus numerosas aplicaciones tecnológicas. En el proyecto BIOHYMAT se realizaron importantes contribuciones al campo de los compuestos híbridos orgánico-inorgánicos con nuevas técnicas analíticas y métodos de procesado novedosos. Los resultados suponen una base importante para impulsar el diseño y el análisis de nuevos materiales con aplicaciones novedosas.
Palabras clave
Hueso, orgánico - inorgánico, biomimética, regeneración ósea, prótesis, densidad mineral ósea, osteoporosis, adhesión, interfaces, congelación de fundición, grafeno
