Diseño, fabricación y caracterización de un dispositivo coadyuvante para el tratamiento de hernias discales

Abstract

Los tratamientos terapéuticos y quirúrgicos actuales para el tratamiento de hernias discales no representan soluciones eficaces debido a que sus efectos, en la mayoría de los casos, solo tienen resultados a corto y mediano plazo. Además, generan reacciones adversas y contraproducentes como incremento del dolor, inflamación, infecciones y fallas en las prótesis que llevan a repetidas intervenciones quirúrgicas. Esta investigación busca contribuir al estudio de estas lesiones, generando dos dispositivos coadyuvantes para el tratamiento de las hernias discales con el fin de mejorar la adaptabilidad de la prótesis al huésped y reducir los efectos adversos. Para esto se diseñaron y fabricaron dos prototipos de discos intervertebrales, elaborados por manufactura aditiva (FDM) y cubiertos mediante electrospinning con PCL y CBD. Los prototipos fueron caracterizados mecánicamente mediante ensayos de compresión; morfológicamente, con microscopia SEM; químicamente, con NIR. Adicionalmente, se evaluó la biocompatibilidad utilizando la prueba de ángulo de contacto. Los resultados de la caracterización mecánica dieron una respuesta a la carga similar la de los discos intervertebrales humanos con ambos diseños. Así mismo, se logró recubrir los prototipos elaborados con el medicamento, lo que permitió determinar que el TPU modifica el tamaño y en la cantidad de fibras y de CBD depositadas debido a que es un material con características aislantes. Por esta razón se sugiere realizar nuevas investigaciones que permitan mejorar el comportamiento aislante y la biocompatibilidad de los dispositivos (Texto tomado de la fuente).

Current therapeutic and surgical treatments for intervertebral disc herniations often lack long-term efficacy, leading to adverse reactions and counterproductive outcomes such as increased pain, inflammation, infections, and prosthetic failures that require repeated surgical interventions. This research aims to contribute to the understanding of these injuries by developing two adjunct devices for intervertebral disc herniation treatment. The objective is to improve the adaptability of the prosthesis to the host and alleviate adverse effects. Two prototypes of intervertebral discs were designed and manufactured using additive manufacturing (FDM) and subsequently coated with PCL and CBD through electrospinning. The prototypes underwent comprehensive analysis, including mechanical characterization through compression tests, morphological analysis via SEM microscopy, chemical assessment using NIR, and biocompatibility evaluation through the contact angle test. Results from the mechanical characterization demonstrated a load response similar to that of human intervertebral discs for both designs. Successful drug coating was achieved on the fabricated prototypes. TPU induced modifications in fiber size and CBD deposition due to its insulating characteristics. Additionally, the hydrophobic behavior of the materials and the compound used may influence a slower and/or more complex biocompatibility process for the device.