Luego de un semestre trabajando en el proyecto de investigación haciendo estudios preliminares y desarrollando el diseño experimental, ya estamos de camino a comenzar la etapa experimental. Solo con el propósito de refrescar la memoria voy a resumir lo que ocurrió el semestre pasado. Para el momento en que me uní al grupo de investigación, éste estaba trabajando con tratamientos térmicos en discos de titanio utilizando máscaras con un patrón determinado en la micro escala. Este tratamiento, el cual fue intentado a varios tiempos y temperaturas, busca aprovecharse de la propiedad de titanio de crear una capa de óxido al ser expuesta a altas temperaturas. La máscara que se utiliza en el tratamiento térmico tiene el propósito de exponer áreas específicas del titanio al calor para crecer óxido de titanio con un patrón determinado.  De esta manera se espera lograr las columnas de óxido de titanio en la micro escala las cuales mejorarían las propiedades mecánicas del material del implante. Luego de varias alteraciones a este tratamiento se puede decir que todavía estamos en procesos de optimización debido a ciertos inconvenientes que surgieron con la inestabilidad de la máscara utilizada. Además de utilizar esta tipo de tratamiento, el semestre pasado también le hicimos pruebas preliminares de tratamientos químicos utilizando una solución conocida como solución piraña. Las observaciones de esta prueba utilizando un SEM  fueron que el ataque químico fue muy drástico. Por ende, hay que modificar la composición química o el tiempo de tratamiento para que la superficie no quede tan afectada como mostraron las primeras pruebas. Un detalle que hay que notar es que este segundo tratamiento busca oxidar el disco completo y después, como plan futuro, se diseñará el método para formar el patrón deseado. La técnica que se espera usar para adquirir este patrón es la fotolitografía.

     Este semestre ya comencé a esmerilar mis primeras muestras de titanio las cuales se van a oxidar utilizando el tratamiento de ataque químico. Se espera optimizar este proceso haciéndole unas modificaciones al experimento, las cuales fueron mencionadas previamente. A la vez, este proyecto va a comenzar una segunda parte la cual busca recubrir las columnas de óxido con un bioceramico conocido como hydroxyapatita, [Ca₁₀ (PO₄ )₆ (OH)₂ ]. Este cerámico tiene una estructura química similar a la del mineral encontrado en los huesos. Por ende, esta capa va a promover la oseointegración del implante, lo que viene siendo el objetivo principal de esta investigación. Durante el verano mi estudiante graduada estuvo trabajando con la síntesis de este bioceramico así que ahora me toca aprenderme la síntesis para que más tarde en el semestre logre recubrir con este cerámico el titanio que fue oxidado con el tratamiento químico optimizado. Pero antes de adelantarnos a esa etapa, primero hay que caracterizar la capa de óxido del ataque químico utilizando la tribología para estudiar la fricción y el desgaste de esta capa. También hay que estudiar la composición y el grosor de esta capa de óxido debido a que estos factores afectan la estabilidad y el desgaste del material. Luego de este paso de caracterización es que se podrá recubrir el titanio para entonces pasar a un proceso de caracterización similar al mencionado para determinar la adhesión y estabilidad entre el óxido y el bioceramico.

     Como se puede observar, son muchos los estudios que se tiene que hacer por cada etapa. Por ende, el avance que se logre en este semestre depende de la dedicación al proyecto y del acceso al equipo necesario para llevar a cabo todas estas pruebas. 

Amgen Scholars Program @ University of California, Berkeley

        Tan pronto acabé mi tercer año universitario me encamine hacia Berkeley, California donde participé en un internado de verano conocido como Amgen Scholars Program el cuál se llevó a cabo en la Universidad de California, Recinto de Berkeley. Allá tuve la oportunidad de trabajar en el laboratorio del Prof. Kevin Healy en el área de biomateriales y “drug delivery systems”. Un poco más específico, mi proyecto se basó en el estudio y desarrollo de un “drug delivery system” implantable en la parte posterior – externa del ojo (“sub-Tenon’s capsule implant”) para detener el progreso de “high axial myopia”, un desorden agresivo de la vista que no permite enfocar imágenes de lejos. El sistema esta compuesto por dos mecanismos que liberan la droga y de esta manera se puede alcanzar lograr un sistema que libere la droga en cantidades constantes por un largo periodo de tiempo. El primero componente viene siendo un hydrogel sensitivo a la temperatura el cual absorbía la droga y la liberaba a corto plazo. El segundo componente viene siendo unas nanoparticulas poliméricas que atrapan la droga para liberarlas a largo plazo a medida que estas se descomponen por hidrólisis. La idea de este sistema es muy innovadora y ambiciosa, dos cualidades que me mantuvieron muy motivada trabajando todo el verano para aprovechar al máximo mi experiencia en ese campo. Refiriéndonos a los experimentos que realicé durante el verano, fue mi deber llevar a cabo las pruebas preliminares del sistema donde por primera vez se estaba estudiando la absorción de la droga en estos componentes los cuales tuve que aprender a sintetizar para luego trabajar con ellos. También pude estudiar la razón a la cual la droga fue liberada por el hydrogel. Con la suma de estos resultados preliminares se puede concluir que este sistema muestra tener un gran potencial para desarrollar un implante que funcione como un “drug delivery device” por un largo periodo de tiempo y que a la vez requiera de un simple procedimiento quirúrgico que no sea tan riesgoso.