Respuesta celular a los biocompuestos de cemento de polimetilmetacrilato con diferentes concentraciones de hidroxiapatita y su aplicación en cirugía ortopédica

Resumo

Los cementos óseos acrílicos son biomateriales poliméricos ampliamente empleados en la práctica clínica, especialmente en la cirugía ortopédica para fijar implantes protésicos, relleno de cavidades, como en las vertebroplastias. Han estado en el mercado por casi 40 años desde que Sir John Charnley popularizó su empleo en la cirugía ortopédica. Los cementos óseos poliméricos de polimetilmetacrilato (PMMA) exhiben altas temperaturas durante la reacción de polimerización, alta contracción y un elevado contenido de monómero residual; estas propiedades se traducen en un comportamiento mecánico inadecuado y finalmente resulta en el aflojamiento de los implantes. Las cerámicas basadas en fosfatos de calcio son biomateriales que poseen propiedades biológicas de interés, y son empleados como sustitutivos óseos. Nuevas formulaciones hacen uso de activadores de baja toxicidad, monómeros de bajo calor de reacción y cerámicos bioactivos para mejorar la biocompatibilidad y la osteo-integración. Material y Métodos En este trabajo se ha llevado a cabo el estudio de nuevas formulaciones de cementos óseos acrílicos de polimetilmetacrilato con concentraciones crecientes de cerámica de fosfato cálcico, la hidroxiapatita (HAp), con el objetivo de crear un nuevo compuesto (cemento óseo) que reúna las características mecánicas del PMMA con las propiedades de biocompatibilidad de la HAp. La línea de investigación principal se ha fundamentado en la modificación parcial de la fase sólida de los cementos óseos acrílicos, es decir, la adición parcial de cerámica biodegradable, como la HAp. La incorporación de partículas de HAp a la formulación del cemento óseo convencional, cuya única estructura polimérica es el PMMA, ha sido enfocada desde dos puntos de vista bien diferenciados: primero determinar la influencia de la incorporación de concentraciones crecientes la hidroxiapatita al cemento polimérico sobre el tiempo de curado, así como sobre la temperatura de la reacción de polimerización exotérmica, segundo como un componente estructural, que aporta biocompatibilidad al compuesto, que nos permita determinar la proliferación celular, y así como la adhesividad celular. Resultados Tiempos de curado cortos fueron observados en los cementos de PMMA, mientras que tiempos más largos fueron obtenidos en muestras que contenían HAp. Elevadas temperaturas de transición vítrea fueron asociadas a cementos de PMMA, mientras los cementos preparados con HAp exhibían menores registros de temperatura durante la reacción de polimerización. Los ensayos de proliferación y adhesividad celular mostraron un aumento a medida que aumenta la concentración de HAp, por otro lado constatase una disminución de la muerte celular con elevadas concentraciones de HAp. Conclusión: Los cementos poliméricos con HAp, exhiben una mayor proliferación y adhesividad celular altas, menores temperaturas durante la reacción de polimerización. Palabras claves: Cementos poliméricos de PMMA, cerámicas de fosfato cálcico, hidroxiapatita, cementos óseos.