Síntesis y caracterización de hidroxiapatita dopada con Zinc: aplicación en implantes scaffolds, estudios antibacterianos y de bioactividad

    

Resumen: Este estudio evaluó el desempeño biológico y antibacteriano de muestras de hidroxiapatita dopadas con zinc producidas a través de la técnica de precipitación química.

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La hidroxiapatita ha sido blanco de muchos estudios debido a su excepcional bioactividad, osteoconductibidad y estructura cristalina similar a la fase mineral de los huesos naturales. A pesar de que uno de los problemas presentes es el aparecimiento de bacterias en el local del implante que son uno de los mayores causadores de fallas de los mismos. Con eso, los autores propusieron la producción de implantes scaffolds de hidroxiapatita con la introducción de iones de zinc para obtener acción antibacteriana y analizar su desempeño biológico y mecánico.

Los métodos para la producción de hidroxiapatita son mostrados en la Figura 1. Para producir muestras dopadas fue hecha una substitución de Ca(NO3)2∙6H2O por Zn(NO3)2.6H2O

Figura 1 - Flujograma de la síntesis química de la hidroxiapatita. Fuente: (OFUDJE, ADEOGUN, et al., 2019)

Los ensayos in vitro de implantes scaffolds fueron hechos con la inmersión de muestras en fluido corporal simulado (SBF) de 3 hasta 7 días y luego de eso, las muestras fueron retiradas y analizadas por un microscopio electrónico de barrido (MEB), mostradas en la Figura 2, para observar su morfología superficial, encontraron una estructura porosa y con el aparecimiento de una capa de apatita que proporciona un mejor ambiente para el desarrollo de tejidos.

Figura 2 - Imágenes del MEB a) Muestras dopadas con 10% de Zn antes de ser sumergidas en SBF b) Muestras dopadas con 10% de Zn luego de 3 días sumergidas en SBF c) Muestras dopadas con 10% de Zn luego de 7 días sumergidas en SBF. Fuente: (OFUDJE, ADEOGUN, et al., 2019)

Los ensayos de la actividad antibacteriana fueron conducidos con la inmersión de muestras en cultivos de Escherichia coli y Staphylococcus aureus durante 7 días con posterior secado y fijación de las bacterias presentes en la superficie con formaldehído. Los ensayos demostraron que las muestras de dopaje con zinc no mostraban zonas con inhibición de crecimiento de bacterias mientras que las muestras dopadas mostraron esas zonas, los autores explican que ese efecto puede ser causado por cambios en la superficie de la capa de apatita que destruye las membranas celulares de los microorganismos.

Fue posible producir con suceso implantes scaffolds de hidroxiapatita dopadas con zinc usando la técnica de precipitación química que mostró una estructura porosa en el análisis de MEB y demostraron que la acción antibacteriana contra la Escherichia coli e Staphylococcus aureus.

Referencia:

OFUDJE, E. A., ADEOGUN, A. I., IDOWU, M. A., et al. "Synthesis and characterization of Zn-Doped hydroxyapatite: scaffold application, antibacterial and bioactivity studies", Heliyon, v. 5, n. 5, p. e01716, 1 maio 2019. DOI: 10.1016/j.heliyon.2019.e01716. 

Redaccion: Gustavo Xavier Peres - UTFPR