Publicación: Desarrollo de un material restaurador dental experimental a base de nanohidroxiapatita obtenida de la cáscara de huevo
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Resumen
El presente trabajo consistió en la formulación de un material restaurador dental a base de nanopartículas de hidroxiapatita (HAp) obtenida de la cáscara de huevo de gallina. Para ello se utilizó el método de mecano-síntesis para la preparación de HAp usando como precursor de calcio a la cáscara de huevo, variando el tiempo de molienda y la temperatura de tratamiento térmico. Se utilizaron las técnicas de DRX, FTIR, MEB, EDS, SPOS y CRM para determinar cuáles fueron las condiciones óptimas de preparación, obteniendo que para 16 horas de molienda y 400 °C de tratamiento térmico la HAp resultante consistía en un material puro con tamaño nanométrico, inclusiones de carbonato y mayor tensión elástica interna. A la par, se realizaron simulaciones computacionales mediante cálculos ab-initio para obtener algunas propiedades físicas de manera teórica en dos tipos de HAp: sin y con inclusión de iones de carbonato en su estructura. Además, se sintetizaron dos tipos de refuerzos: un refuerzo mecánico de cuasicristal decagonal Al-Cu-Fe-Cr mediante la técnica de horno de arco, y un refuerzo de nanopartículas de Ag mediante co-precipitación química in-situ. Ambos mostraron ser materiales nanoestructurados con estequiometría acorde a lo esperado. Finalmente, se formularon resinas compuestas (RBCs) con rellenos de HAp pura mediante una mezcla manual de monómeros Bis-GMA/TEGDMA, y diferentes concentraciones de relleno (40 – 70 %wt.). Las RBCs se estudiaron mediante diferentes metodologías de evaluación, obteniendo propiedades como color, rugosidad, grado de conversión e inhibición antibacteriana similares a las de dos resinas comerciales; o características como absorción, solubilidad y microdureza diferentes a las de dichas resinas comerciales. Además, se propusieron modelos analíticos para describir el comportamiento mecánico de las RBCs basadas en HAp, así como predecir su resistencia mecánica en función del contenido de relleno. Se concluyó que las RBCs basadas en HAp tiene potencial aplicación como un material restaurador dental de bajo costo y eco-amigable.
Resumen
The present work consisted in the formulation of a dental restorative material based on hydroxyapatite (HAp) nanoparticles obtained from chicken eggshells. For this, the mechano-synthesis method was used for the preparation of HAp using the eggshell as a calcium precursor, varying the milling time and the heat treatment temperature. The DRX, FTIR, MEB, EDS, SPOS and CRM techniques were used to determine the optimal preparation conditions, obtaining that for 16 hours of milling and 400 °C of heat treatment, the resulting HAp consisted of a pure material with size nanometric, carbonate inclusions and higher internal elastic stress. At the same time, computational simulations were carried out using ab-initio calculations to obtain some theoretical physical properties in two types of HAp: without and with inclusion of carbonate ions in its structure. In addition, two types of reinforcements were synthesized: a mechanical reinforcement of decagonal quasicrystal Al-Cu-Fe-Cr using the arc furnace technique, and an Ag nanoparticles reinforcement by in-situ chemical co-precipitation. Both showed to be nanostructured materials with stoichiometry as expected. Finally, composite resins (RBCs) with pure HAp fillers were formulated by manual mixing of Bis-GMA/TEGDMA monomers, and different filler concentrations (40 – 70% wt.). The RBCs were studied using different evaluation methodologies, obtaining properties such as color, roughness, degree of conversion, and antibacterial inhibition similar to those of two commercial resins; or characteristics such as sorption, solubility and microhardness different from those of said commercial resins. Furthermore, analytical models were proposed to describe the mechanical behavior of HAp-based RBCs, as well as to predict their mechanical strength as a function of filler content. It was concluded that HAp-based RBCs have potential application as a low-cost and eco-friendly dental restorative material.