Caracterización mediante ensaios experimentais e simulacións numéricas do comportamento térmico dun biomaterial para control antibacteriano por fototermia
| Data de defensa | 14/09/2022 |
| Titulación | Grao en Enxeñaría Biomédica |
| Centro | Escola de Enxeñaría Industrial |
| Dirección |
Titoría: Christian Gil Pereira Cotitoría: Jesús Vence Fernández |
| Tribunal |
Presidencia: Rafael Verdugo Mates Vogalía: Marcos Conde Fontenla Secretaría: Manuel Castro Menendez |
| Resumo | Actualmente, as infeccións en implantes articulares e dentais son un problema clínico importante. A maioría están asociadas á formación de biopelículas bacterianas nas súas superficies, o que tamén provoca a infección do tecido óseo ou dental circundante. Normalmente, as bacterias medran pegadas ao tecido ou ao implante en forma de biofilms, co fin de protexerse dos anticorpos ou dos tratamentos antibacterianos. Isto é o que se coñece como resistencia bacteriana, que provoca unha resposta moi pobre da bacteria fronte aos antibióticos, polo que eliminar a infección pode chegar a ser moi difícil. Por este motivo, é necesario desenvolver métodos para combater os biofilms. A fototermia é unha das estratexias de control antibacteriano que aínda se está a investigar paro desenvolvemento de dispositivos bioquentables, como as férulas dentais. Este método permite un control localizado do tecido dental, irradiándoo cunha fonte láser, co fin de inducir unha hipertermia moderada. O uso do láser é moi habitual nos tratamentos de endodoncia, xa que o seu efecto fototérmico permite a desinfección dos tecidos, ao provocar quecemento interno local nas bacterias. Este Traballo Fin de Grao céntrase na caracterización do comportamento térmico do material proposto para a fabricación do dispositivo, que será unha técnica necesaria para realizar a terapia fototérmica. O dispositivo estará feito de ácido poliláctico (PLA) cunha capa de óxido de grafeno (GO) depositada na superficie a irradiar e simulará unha férula dental. As probas consistirán en medir, mediante cámaras termográficas, as temperaturas inferiores que alcanza o material cando se irradia a cara superior dun disco cun láser de 785 nm, analizando a influencia dos diferentes parámetros (o espesor do disco, a potencia do láser ou a cantidade de GO depositada, en mg) na súa condutividade térmica. A temperatura inferior é a que xerará o tratamento antibacteriano, pero tamén hai que medir a temperatura superior para aplicala como condición de contorno nas simulacións posteriores. Tamén se avaliará o efecto de utilizar tanto un raio láser enfocado no centro do disco como un desenfocado, que cobra toda a superficie. Finalmente, mediante simulación CFD (Computational Fluid Dynamics), realizáranse simulacións numéricas a partir dos datos experimentais obtidos, co fin de determinar a condutividade térmica real do material. Unha vez caracterizado o material, pódense realizar simulacións utilizando xeometrías máis complexas e realistas, como a propia férula. Isto melloraría o proceso de deseño posterior do dispositivo. |