Tendències i oportunitats de futur dels biomaterials / Grup de Biomaterials i Biomecànica i Enginyeria de Teixits – CREB, Xavier Gil

Please download to get full document.

View again

All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
 16
 
 

Slides

  1. Tendències i oportunitats de futur dels  i i lBiomaterials  Xavier Gil Mur Bi t i l Bi h i d Ti E i i…
Related documents
Share
Transcript
  • 1. Tendències i oportunitats de futur dels  i i lBiomaterials  Xavier Gil Mur Bi t i l Bi h i d Ti E i i GBiomaterials, Biomechanics and Tissue Engineering Group  Dept. Materials Science and Metallurgical Engineering.  Technical University of Catalonia  (UPC) Biomedical Research Networking Center in BioengineeringBiomedical Research Networking Center in Bioengineering,  Biomaterials and Nanomedicine (CIBER‐BBN) BIOCAT. Biomaterials : de la biònica cap a la regeneració i les teràpies avançades 
  • 2. Esperança de Vida 2009 > 80 77-80 75-77 70-67 65-67 60-65 40-45 72-75 70-72 50-60 45-50 < 40
  • 3. Complexitat dels teixits biològics
  • 4. Complexitat de moviments
  • 5. Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Desgast Articular
  • 6. Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Desgast Articular
  • 7. Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Tendències de futur
  • 8. Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Transferència de càrrega a l’os E ós 10-20 GPa E CoCrMo 240 GPa E acer inox. 210 GPa E Ti6Al4V 110 GPE Ti6Al4V 110 GPa REABSORCIÓ OSSIA
  • 9. T dè i d f t Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Tendències de futur Pròtesis de baix mòdul elàstic Ti-29Zr-13Ta-2Sn E=45 GPa Ti-13Nb-13Zr E=43 GPa Ti-27.87Nb-11.87Sn E=40GPa Ti-24Nb-1.5Al-1Hf E=33 GPa
  • 10. Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Espumes metàl·liques Tendències de futur Espumes metàl liques
  • 11. Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Osteoporosi
  • 12. Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Materials osteoinductius injectables Tendències de futur Macroporous scaffolds vs “microscaffolds”
  • 13. Cell differentiation after 14 days Focal Problemes de Cirurgia Ortopèdica i Traumatologia Focal depth position 10 m 100 m Cells grow inside the macropores.Nucleus Osteocalcin 200 m
  • 14. HA-MC GEL/HA-MC 14 d
  • 15. Problemes de la Implantologia Oral
  • 16. Implantologia Oral Acceleració de la osteointegració - Implants de càrrega immediata
  • 17. Implantologia Oral Bioactivitat-Biomimètica Implant BoneImplant BoneImplant BoneImplant BoneImplant BoneImplant BoneImplant BoneImplant Bone Ca/P = 1,67Ca/P = 1,67 ApatiteApatiteApatiteApatite Ca/P = 1,70Ca/P = 1,70 60 m
  • 18. Implantologia Oral S fi iSuperficies osteogèniques ESB 2009, September 7‐11 Lausanne, Switzerland
  • 19. Implantologia Oral Lluita contra les bactèries: Periimplantitis
  • 20. Implantologia Oral Bactèries
  • 21. Implantologia Oral Tendències de futur AjustsAjusts
  • 22. Implantologia Oral S Tendències de futur Segellat biològic
  • 23. Implantologia Oral Tendències de futur Creixement guiat. Influència de la topografia
  • 24. Implantologia Oral Tendències de futur Creixement cel·lular guiat
  • 25. Implantologia Oral BIOFUNCIONALITZACIÓ H2O H2O H2O Interacción tejido-implante: 1.‐ Hidratación (nanosegundos) 2.‐ Adsorción  inespecífica de proteínas (de segundos a horas) 3.‐ Adhesión celular (De minutos a días)( ) ó l f ó d f ó l l4.‐ Migración, proliferación y diferenciación celular   (de horas a semanas)
  • 26. I l t l i O l Bi f i li ió Implantologia Oral Biofuncionalización: Modificación superficial que permite mediar las interacciones entre células y material con el objetivo de mejorar la respuesta biológica del organismo ante el biomaterial.
  • 27. I l t l i O lImplantologia Oral Objetivo: El d ll d té i d i ili ió dEl desarrollo de una nueva técnica de inmovilización de oligopéptidos en la superficie del titanio mediante la utilización de 3-cloropropiltrietoxisilano (CPTES) como agente de unión entre la superficie de titanio y el péptido.
  • 28. I l t l i O lImplantologia Oral Preparación de la superficie de titanio: Desbaste (SiC) OH - Desbaste (SiC) - Pulido (SiO2) Ra= 10~15 nmTiO2 OH OH OH - Lavado: Ciclohexano, Isopropanol, Agua, Acetona - Activación por Plasma Cleaning OH OH OH Activación por Plasma Cleaning Ti OH OH OH OH OH OH
  • 29. I l t l i O l Silanización: Implantologia Oral Silanización: - Solvente: Pentano - 3-Cloropropil trietoxi silano (CPTES): 500 mMTiO2 3 Cloropropil trietoxi silano (CPTES): 500 mM - Diisopropil etil amina (DIEA): 500 mMOH OH 2 EtO H H OH OH OH OH Ti + Si EtO EtO Cl C C C H H H H H H ClClClCl OH OH OH OH EtO H OH OH OH Si O O O O Si Si O O Si O HO OH
  • 30. I l t l i O l I ili ió d l é tid KGRGDS Implantologia Oral C-Terminus Inmovilización del péptido KGRGDS Par de electrones libres C-Terminus H H O H N-Terminus C Terminus H2O, pH 11, 36 h Cl N H Par de electrones libres N H C GRGDS C O ClClClCl + 2 , p , N H H C H H C H H H Si Si Carga parcial positiva N HH Si O O O O Si Si O O Si O HO OH Sustitución nucleófila Si TiO2 TiO2 Lysine residue (K) Sustitución nucleófila
  • 31. I l t l i O lImplantologia Oral Espectroscopía de Masas de Iones Secundarios por Tiempo de Vuelo (ToF SIMS): Espectro negativo: Ti+RGD Ti+CPTES+RGDCl Cl 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Ti+CPTES Cl Cl Ti 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Masa/carga
  • 32. I l t l i O lImplantologia Oral Espectroscopía de Masas de Iones Secundarios por Tiempo de Vuelo (ToF SIMS): Espectro positivo: Ti+CPTES+RGD Ti+RGD CH N CH N C2H4N C3H6N 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 Ti+CPTES+RGDCH2N CH4N C4H8N C5H4N C6H11N Ti Ti+CPTES 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 Ti M /Masa/carga
  • 33. I l t l i O lImplantologia Oral Estabilidad mecánica del péptido - Funcionalización: péptido con Carboxifluoresceina - Estabilidad mecánica mediante Ultrasonidos en PBS C tifi ió di t i í d fl i- Cuantificación mediante microscopía de fluorescencia 40 45 ncia 25 30 35 luorescen Ti+RGD 10 15 20 ensidadfl Ti+RGD Ti+CPTES+RGD Ti 0 5 0 min 15 min 30 min 60 min 90 min 120 min Inte Tiempo en ultrasonidos
  • 34. I l t l i O lImplantologia Oral Adhesión celular: Células Mesenqimales de rata Péptidos utilizados: KGRGDS, KGGGRGDS, KGRDGS Ti Ti+CPTES épt dos ut ados G G S, GGG G S, G GS Celulas mesquimales de rata (rMSC) 20 000 células por muestra20.000 células por muestra Exposición durante 3h Ti+CPTES+ KGGGRGDS Ti+CPTES+ KGRGDS Tinción fluorescente: Núcleos: Azul A ti R j KGGGRGDS KGRGDSActina: Rojo Vinculina: Verde
  • 35. I l t l i O lImplantologia Oral Adhesión celular: Osteoblastos MG 63 Número de 2 Extensión celular células/cm2 (%) Ti limpio 657,2 ± 118,8 41,4 ± 10,7 Ti+CPTES 45 0 ± 7 2Ti+CPTES 45,0 ± 7,2 16,7 ± 13,1 Ti+KGRGDS 589,7 ± 78,4 34,5 ± 10,1 Ti+KGGGRGDS 625 7 ± 58 7 37 5 ± 11 3Ti+KGGGRGDS 625,7 ± 58,7 37,5 ± 11,3 Ti+KGRDGS 270,1 ± 11,7 28,8 ± 12,7 Ti+CPTES+KGRGDS 1960,60± 159,0 48 3 ± 15 5, , 48,3 ± 15,5 Ti+CPTES+KGGGRGDS 847,7 ± 114,5 58,2± 20,9 Ti+CPTES+KGRDGS 225,1 ± 15,1 29,8 ± 7,6
  • 36. CardiovascularCardiovascular
  • 37. CardiovascularCardiovascular Agregació plaquetàriap q
  • 38. Cardiovascular Tendències de futur Sangfobia
  • 39. Cardiovascular Tendències de futur Stent de Magnesi Biodegradableg g
  • 40. Pròtesi pediàtriques
  • Related Search
    We Need Your Support
    Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

    Thanks to everyone for your continued support.

    No, Thanks