Elaboración de filamentos de polieteretercetona (peek) modificados con nanopartículas de litio para impresión 3d y evaluación de sus propiedades osteoinductoras in vitro

Abstract

Introducción: Cuando se produce pérdida ósea por traumas, resecciones oncológicas o infecciones, se utilizan prótesis para reemplazar el tejido perdido, siendo el titanio y el acrílico los materiales protésicos más utilizados. Recientemente, el polieteretercetona (PEEK) ha surgido como una alternativa prometedora gracias a su biocompatibilidad, estética y alta resistencia mecánica, comparable a la del titanio. Además, es compatible con tecnología de manufactura aditiva como impresión 3D. Sin embargo, el PEEK al ser un material inerte y poco bioactivo limita sus propiedades de osteoinducción y su osteointegración. Para superar esta limitación, el presente estudio exploro la elaboración de filamentos de PEEK para impresión 3D modificados con nanopartículas de carbonato de litio (nLi2CO3) con el objetivo de generar propiedades osteoinductoras a este polímero termoplástico. Objetivo: Elaborar filamentos de PEEK modificados con nanopartículas de carbonato de litio para impresión 3D y evaluar sus propiedades osteoinductoras in vitro. Materiales y métodos: Se elaboraron filamentos de PEEK modificados con diferentes concentraciones de nLi₂CO₃ mediante un proceso de extrusión en fundido. Los filamentos fueron caracterizados estructural y composicionalmente mediante microscopia SEM, análisis composicional EDX y espectroscopia ATRFTIR. Además, se evaluaron sus propiedades mecánicas, rugosidad y liberación de iones. La formación de apatita tipo ósea se analizó en fluido corporal simulado (SBF), mientras que la citocompatibilidad, adhesión celular y diferenciación osteogénica se evaluó con células MC3T3 mediante ensayos de viabilidad MTS y de actividad de fosfatasa alcalina (ALP). Resultados: Los filamentos de nLi2CO3/PEEK presentaron una estructura homogénea, con distribución uniforme de nanopartículas, manteniendo un módulo de elasticidad comparable al del PEEK puro, pero con una mayor rugosidad a escala nanométrica. Además, demostraron la capacidad de liberar iones de litio y favorecer la formación de apatita tipo ósea en su superficie. Los filamentos nLi2CO3/PEEK demostraron ser citocompatibles y con capacidad para estimular la diferenciación celular osteogénica en células MC3T3. Conclusión: Los nuevos filamentos nanocompósitos de nLi2CO3/PEEK poseen propiedades bioactivas, citocompatibles, y osteoinductoras, lo que destaca su gran potencial para aplicaciones en la reconstrucción ósea en cirugía maxilofacial.