“superficies patronadas inspiradas en la estructura ósea obtenidas mediante nanolitografía afm sobre óxidos bioactivos crecidos sobre aleaciones astm f136 y astm f138”

Abstract

En el presente trabajo se utilizó la nanolitografía por oxidación sobre superficies comúnmente usadas como materiales para osteosíntesis, específicamente se utilizó la técnica de LAO (Local Anodic Oxidation) haciendo uso del microscopio de fuerza atómica AFM, con el objetivo de diseñar estructuras repetitivas, las cuales consistieron en óxidos conocidos por su bioactividad de los sustratos (un Acero grado quirúrgico: Aleación designada bajo la norma ASTM F-138 y una aleación de Titanio grado quirúrgico: designada bajo la norma ASTM F136) dispuestos en forma ordenada, es decir, en forma de patrones; éstos fueron diseñados en formas y tamaños diferentes para posteriormente aplicar sobre la superficie patronada una capa delgada de un hidrogel capaz de contener colágeno en forma micelar, el cual actúa como factor de crecimiento celular o ligante celular. Una vez obtenidas las superficies, éstas fueron caracterizadas, tanto las superficies patronadas como las superficies patronadas con la capa de hidrogel; dicha caracterización consistió en una evaluación morfológica, fisicoquímica (caracterización eléctrica, química y mecánica) y biológica (adhesión celular y citotoxicidad). Se concluye que con un rango de voltaje (desde -10V a 10V) del AFM y con una distribución de fases en los sustratos, reveladas mediante metalografí a, que el acero fue más apropiado para realizar la litografía por oxidación. Tras la realización de la caracterización morfológica, fisicoquímica y biológica de las superficies se demostró que los patrones funcionan como inoculadores celulares.

Abstract: In the present work, oxidation nanolithography was used on surfaces commonly used as osteosynthesis materials, specifically the LAO (Local Anodic Oxidation) technique was used making use of the AFM atomic force microscope, with the objective of designing repetitive structures, which they consisted of oxides known for their bioactivity of the substrates (a surgical grade steel: alloy designated under the ASTM F-138 standard and a surgical grade Titanium alloy: designated under the ASTM F-136 standard) arranged in an orderly manner, that is, in the form of patterns; these were designed in different shapes and sizes to subsequently apply on the patterned surface a thin layer of a hydrogel capable of containing collagen in micellar form, which acts as a cell growth factor or cellular ligand. Once the surfaces were obtained, they were characterized, both the patterned surfaces and the surfaces patterned with the hydrogel layer; This characterization consisted of a morphological, physicochemical (electrical characterization, chemical and echanical) and biological (cellular adhesion and cytotoxicity) evaluation. It is concluded that with a voltage range (from -10V to 10V) of the AFM and with a phase distribution in the substrates, revealed by metallo graphy, the steel was more appropriate to perform the lithography by oxidation. After carrying out the morphological, physicochemical and biological characterization of the surfaces, itwas shown that the patterns function as cellular inoculators.