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Texturizado láser de 8YSZ para implantes de cráneo
Laser texturing of 8YSZ for skull implants
Luis Fernando Dávila González
PAULINA SEGOVIA OLVERA
ANA GUADALUPE RODRIGUEZ HERNANDEZ
Acceso Abierto
Atribución
Texturizado láser, cerámico 8YSZ, Implante craneal, Biocompatibilidad, Adhesión celular, Aplicaciones biomédicas
Laser Texturing, 8YSZ ceramic, Cranial Implant, Biocompatibility, Cell adhesion, Biomedical applications
La colocación de implantes craneales son procedimientos médicos fundamentales, y su éxito depende en gran medida de la biocompatibilidad del material del implante con el tejido huésped. Este proyecto de investigación se centra en la aplicación de la texturización láser para mejorar las propiedades superficiales del biomaterial cerámico 8YSZ con el objetivo de mejorar la adhesión, viabilidad y proliferación celular, de fibroblastos. Para alcanzar estos objetivos, empleamos tecnología láser pulsada corta de nanosegundos para texturizar el material cerámico 8YSZ. Durante el proceso de texturización se ajustaron sistemáticamente diversos parámetros de irradiación, como la fluencia del pulso, la velocidad de barrido y la frecuencia de repetición. Además, evaluamos la respuesta de fibroblastos en ensayos in vitro por medio de la adhesión y determinando los efectos de la viabilidad y proliferación celular, ya que estas células juegan un papel crucial en la formación de matriz extracelular y en los procesos de cicatrización e integración de implantes. Los resultados preliminares indican que las muestras texturizadas a una fluencia de 467 presentaron la mejor respuesta celular con la mayor cantidad de células adheridas, junto con altos índices de viabilidad y proliferación. Por el contrario, las muestras texturizadas a fluencias de 401 y 133 mostraron adhesión al material, pero no una proliferación celular significativa. Este estudio subraya el potencial de la texturización por láser de biomateriales, en particular la cerámica 8YSZ, para mejorar las propiedades superficiales y la biocompatibilidad. Los hallazgos tienen implicaciones de gran alcance para el desarrollo de implantes craneales y otras aplicaciones biomédicas, ofreciendo la posibilidad de mejorar las respuestas de cicatrización e integración de los implantes de este material con potencial en procedimientos de reconstrucción craneal.
The placement of cranial implants is a fundamental medical procedure, and its success depends largely on the biocompatibility of the implant material with the host tissue. This research project focuses on the application of laser texturing to improve the surface properties of the ceramic biomaterial 8YSZ with the aim of enhancing fibroblast adhesion, viability and cell proliferation. To achieve these objectives, we employed short nanosecond pulsed laser technology to texturize the 8YSZ ceramic material. During the texturing process, various irradiation parameters, such as pulse fluence, scanning speed and repetition rate, were systematically adjusted. In addition, we evaluated the response of fibroblasts in “in vitro” adhesion assays and by measuring viability and proliferation, since these cells play a crucial role in the formation of extracellular matrix and in the processes of healing and implant integration. Preliminary results indicate that samples textured at a fluence of 467 exhibited the best cellular response with the highest number of adherent cells, along with high viability and proliferation rates. In contrast, samples textured at fluences of 401 and 133 showed adhesion to the material, but no significant cell proliferation. This study highlights the potential of laser texturing of biomaterials, particularly 8YSZ ceramic, to improve surface properties and biocompatibility. The findings have far-reaching implications for cranial implant development and other biomedical applications, offering the possibility of improved healing and implant integration responses of this material with potential in cranial reconstruction procedures.
CICESE
2024
Tesis de maestría
Español
Dávila González, L.F. 2024. Texturizado láser de 8YSZ para implantes de cráneo. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 74 pp.
OPTICA FÍSICA
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