Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Thesis:
Caracterización mecánica de materiales de base colágeno para aplicaciones cardiovasculares
Year:2016
Research Areas
  • Organic materials
Information
Abstract
Las enfermedades cardiovasculares son una de las principales causas de muerte en el mundo. Este hecho ha propiciado que numerosas investigaciones se hayan centrado en la mejora de las prótesis cardiovasculares ya existentes así como en la búsqueda de nuevos materiales más resistentes, duraderos y biocompatibles. Actualmente, existen dos tipos principales de prótesis valvulares: las mecánicas y las biológicas. En muchos países cada vez es más frecuente el uso de estas últimas. Las válvulas biológicas presentan ciertas ventajas frente a las mecánicas como, por ejemplo, que no precisan de tratamientos anticoagulantes o que su morfología es muy similar a la de las válvulas naturales. Sin embargo, su durabilidad es una limitación importante. Las investigaciones realizadas en torno a las prótesis valvulares indican que la solución óptima radicaría en el hallazgo de un material biocompatible, que no produjese problemas de calcificación, con el que se pudiesen fabricar prótesis morfológicamente similares a una válvula natural y además, que se pudiese producir de manera controlada. En esta línea, algunos investigadores ya han realizado intentos de fabricación, a partir de polímeros, de velos valvulares morfológicamente idénticos a los de las válvulas naturales. Están compuestos por fibras cortas dentro de una matriz. Se ha comprobado que las fibras cortas mejoran el comportamiento mecánico del material reduciendo los picos de tensiones. Sin embargo, los polímeros, al igual que los materiales que no son de origen biológico, además de precisar de tratamiento anticoagulante, no son estables en el organismo Por el momento, la solución óptima son las válvulas de origen porcino y aquellas cuyos velos están fabricados a partir de pericardio bovino debidamente tratado. En esta tesis, se aborda el estudio mecánico de dos tipos de membranas de base colágeno, con vistas a su aplicación en válvulas biológicas: el pericardio y las membranas artificiales producidas a partir de colágeno animal. El pericardio está constituido principalmente por colágeno, proteína que, al formar haces de fibras, confiere al material gran resistencia a tracción y, a su vez, le proporciona flexibilidad. Estas características son muy importantes para conservar la integridad estructural y la función de las válvulas. Las membranas artificiales son muy similares en composición y microestructura al pericardio, puesto que se trata de fibras de colágeno inmersas en una matriz. Este material se produce de manera industrial, y gracias a su proceso de fabricación es más homogéneo en espesor y morfología y tiene menos variabilidad que el pericardio. La diferencia más importante entre las membranas artificiales y el pericardio es que las primeras están compuestas por fibras cortas de colágeno y, el segundo, por fibras largas. La caracterización mecánica del pericardio y de las membranas artificiales pretende aportar más información sobre sus propiedades para entender mejor su comportamiento, localizar los fallos que pudiesen aparecer durante su funcionamiento y seleccionar las zonas idóneas, desde el punto de vista mecánico, para su empleo como sustitutivo de los velos valvulares. A pesar de que el pericardio es un material ampliamente estudiado, en esta tesis se realizan nuevos ensayos estáticos y dinámicos. Las membranas artificiales, por el contrario, se caracterizan por primera vez desde el punto de vista mecánico. El objetivo de la presente tesis es el estudio y comparación del pericardio y de las membranas artificiales de base colágeno, para su posible aplicación en la cirugía cardiovascular, en concreto como sustitutivos de los velos valvulares en las prótesis biológicas.
International
No
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente cum laude
Date
14/11/2016
Participants
  • Director: Francisco Javier Rojo Perez (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Departamento: Ciencia de Materiales
S2i 2019 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNPACTO (IPT-020000-2010-22)