Estudio de envejecimiento in vitro de cementos óseos enriquecidos con antibióticos

Abstract

En este proyecto de investigación se desea evaluar el comportamiento “in vitro” de un cemento óseo enriquecido con tres antibióticos distintos: vancomicina, gentamicina y microcápsulas de rifampicina. Para ello, se crearán probetas de cemento sin antibiótico, así como probetas que contengan cada tipo de antibiótico por separado y probetas que contengan los tres antibióticos mezclados entre sí. Para fabricar dichas probetas se crearán una fase polvo y una fase líquida, que se homogeneizarán en un vaso mezclador en vacío, y a continuación se insertarán en moldes de silicona o teflón. Una vez extraídas de los moldes, se mecanizarán para ajustar las medidas a la norma, tras lo cual estarán listas para ser ensayadas o se someterán a condiciones de envejecimiento que simulen su comportamiento dentro del cuerpo humano. Esto permitirá hacer un análisis de la variación de las propiedades mecánicas del cemento óseo, enriquecido con antibióticos, cuando se encuentra dentro del cuerpo humano tras su inserción y a lo largo del tiempo. Para realizar dicho análisis, se realizarán cuatro ensayos: flexión, compresión, fractura y elución. Los tres primeros indicarán propiedades mecánicas de resistencia a flexión, tenacidad a fractura y resistencia a compresión, mientras que el cuarto ayudará a explicar los tres primeros mejor, pues ofrecerá una idea de la porosidad de las probetas. Dichos ensayos se realizarán tras dejar envejecer las probetas en una solución salina a 37ºC durante 1, 3 y 7 meses, y los resultados se compararán tanto con el cemento sin envejecer como con el cemento sin antibiótico.

This research project aims to study the “in vitro” behaviour of bone cement when loaded with three different antibiotics: vancomycin, gentamicin and rifampicin microcapsules. In order to do so, bone cement specimens will be created: some without antibiotics, some loaded with one antibiotic at a time and others loaded with the three antibiotics at the same time. To make these specimens, a powder phase and a liquid phase will be created, and these will be homogenised in a vacuum mixing bowl. The dough will be inserted into either silicon or teflon moulds, to be then extracted from those moulds and mechanized in order to achieve the measurements required by the norm. After this, the specimens will either be ready to be tested or will be subjected to ageing conditions, which will aim to simulate their behaviour inside the human body. This will allow for the variation of the mechanical properties of the antibiotic-loaded bone cement to be analysed, when inserted in the human body and over time. In order to carry out the analysis, four different tests will be performed: flexion, compression, fracture and elution. The first three will indicate the mechanical properties of flexural strength, fracture toughness and compression strength, while the fourth will help better explain the first three, as it will offer an idea of the porosity of the specimens. These tests will be carried out after leaving the specimens to age in a saline solution, at 37ºC, for 1, 3 and 7 months, and the results will be compared not only to the non-aged bone cement, but also to the bone cement that has not been loaded with antibiotics.