Evaluación comparativa de filamentos de PLA y PETG para la adición de hidroxiapatita en piezas impresas 3D
DOI:
https://doi.org/10.17488/RMIB.47.2.1618Palabras clave:
filamentos, hidroxiapatita, impresión 3D, PLA, PETGResumen
La manufactura aditiva se ha consolidado como una tecnología clave en la odontología, al posibilitar la fabricación de dispositivos personalizados con precisión y en tiempos reducidos. Entre los filamentos más empleados se encuentran el ácido poliláctico (PLA) y el tereftalato de polietileno modificado con glicol (PETG), ambos con propiedades distintas que influyen en su desempeño clínico. Este estudio presenta una evaluación comparativa de los filamentos de PLA y PETG en la generación de hidroxiapatita (HA), sobre piezas impresas en 3D, mediante un tratamiento hidrotermal en solución de fluido corporal simulado (SBF). Se imprimieron modelos dentales con filamentos de PLA y PETG bajo condiciones controladas, que fueron sumergidos en SBF durante 7, 14 y 21 días. Se caracterizaron mediante espectroscopia infrarroja (IR-TF), difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB) para evaluar modificaciones superficiales y formación mineral. Los resultados mostraron que el PLA, debido a su mayor porosidad y rugosidad, favoreció una nucleación temprana de hidroxiapatita, presentando una capa estable a los 21 días. El PETG presentó una nucleación lenta, pero a los 21 días mostró aglomerados característicos de hidroxiapatita. Los ensayos de citotoxicidad con fibroblastos 3T3 confirmaron que ambos materiales mantuvieron viabilidades celulares superiores al 70%.
Descargas
Citas
U. T. Str¨ahle, N. P¨utz, and M. Hannig, “A coating machine for coating filaments with bioactive nanomaterials
for extrusion 3D printing,” Heliyon, vol. 10, no. 12, p. e33223, Jun. 2024, doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e33223
A. J. R. Barcena, P. Ravi, S. Kundu, and K. Tappa, “Emerging Biomedical and Clinical Applications of 3DPrinted
Poly(Lactic Acid)-Based Devices and Delivery Systems,” Bioengineering, vol. 11, no. 7, art. no. 705, Jul. 2024, doi: https://doi.org/10.3390/bioengineering11070705
G. Iosub et al., “New Three Dimensional-Printed Polyethylene Terephthalate Glycol Liners for Hip Joint
Endoprostheses: A Bioactive Platform for Bone Regeneration,” Materials, vol. 18, no. 6, art. no. 1206, Mar.
, doi: https://doi.org/10.3390/ma18061206
E. H. Backes et al., “Fabrication of Biocompatible Composites of Poly(lactic acid)/Hydroxyapatite Envisioning
Medical Applications,” Polymer Engineering & Science, vol. 60, no. 3, pp. 636–644, Jan. 2020, doi: https://doi.org/10.1002/pen.25322
R. F. Martins et al., “Mechanical Properties of Additively Manufactured Polymeric Materials—PLA and
PETG—For Biomechanical Applications,” Polymers, vol. 16, no. 13, art. no. 1868, Jun. 2024, doi: https://doi.org/10.3390/polym16131868
S. Y. Shilov et al., “Biocompatibility of 3D-Printed PLA, PEEK and PETG: Adhesion of Bone Marrow and
Peritoneal Lavage Cells,” Polymers, vol. 14, no. 19, art. no. 3958, Sep. 2022, doi: https://doi.org/10.3390/polym14193958
C. E. Corcione et al., “3D printing of hydroxyapatite polymer-based composites for bone tissue engineering,”
Journal of Polymer Engineering, vol. 37, no. 8, pp. 741–746, Oct. 2017, doi: https://doi.org/10.1515/polyeng-2016-0194
C. A. Orozco-D´ıaz et al., “Characterization of a composite polylactic acid-hydroxyapatite 3D-printing filament
for bone-regeneration,” Biomedical Physics & Engineering Express, vol. 6, no. 2, art. no. 025007, Feb. 2020,
doi: https://doi.org/10.1088/2057-1976/ab73f8
D. Tich´a et al., “Three-Dimensionally-Printed Polymer and Composite Materials for Dental Applications with
Focus on Orthodontics,” Polymers, vol. 16, no. 22, art. no. 3151, Nov. 2024, doi: https://doi.org/10.3390/polym16223151
M. Kohan et al., “Analysis of PLA/PHB Biopolymer Material with Admixture of Hydroxyapatite and Tricalcium
Phosphate for Clinical Use,” Polymers, vol. 14, no. 24, art. no. 5357, Dec. 2022, doi: https://doi.org/10.3390/polym14245357
T. Kokubo and H. Takadama, “How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity,” Biomaterials, vol. 27,
no. 15, pp. 2907–2915, May 2006, doi: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2006.01.017
A. L. dos Santos et al., “Development and Characterization of 3D-Printed PLA/EG Composite Filaments,”
Polymers, vol. 16, no. 22, art. no. 3131, 2024, doi: https://doi.org/10.3390/polym16223131
Y. Perez-Davila, F. M. L. Castro, C. A. F. Iglesias, J. M. L. Dapena, and M. J. S. Alvarez, “3D-Printed PLA
Medical Devices: Physicochemical Changes and Biological Response after Sterilisation Treatments,” Polymers,
vol. 14, no. 19, art. no. 4025, 2022, doi: https://doi.org/10.3390/polym14194117
T. R. Maia-Pinto, F. F. Souza, T. A. Lima et al., “Biomimetic Mineralization on 3D Printed PLA Scaffolds: A
Promising Approach for Bone Tissue Engineering,” Materials, vol. 13, no. 24, p. 5656, 2020, doi: https://doi.org/10.3390/polym13010074
B. S. Kim, J. S. Kim, H. J. Chung et al., “Effect of Morphological Characteristics and Biomineralization of
D-Printed Gelatin/Hyaluronic Acid/Hydroxyapatite Composite Scaffolds,” International Journal of Molecular
Sciences, vol. 22, no. 13, art. no. 6794, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/ijms22136794
A. Slosarczyk, Z. Paszkiewicz, and C. Paluszkiewicz, “FTIR and XRD evaluation of carbonated hydroxyapatite
powders synthesized by wet methods,” Journal of Molecular Structure, vols. 744–747, pp. 657–661, Mar. 2005,
doi: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2004.11.078
E. Daskalakis et al., “3D-printed PETG/BC for bone tissue repair,” International Journal of Bioprinting, Online
First, 2025, doi: https://doi.org/10.36922/IJB025210212
R. N. Darie-Nita, M. Rapa, and S. Frackowiak, “Special Features of Polyester-Based Materials for Medical Applications,” Polymers, vol. 14, no. 5, art. no. 951, Feb. 2022, doi: https://doi.org/10.3390/polym14050951
J. A. Rodriguez-Nanez, E. M. Muzquiz-Ramos, J. C. Rios-Hurtado et al., “Bioactive glass from eggshells
and silica oxide obtained by mechanical milling: Characterization and bioactivity tests,” Silicon, vol. 17, pp.
–2478, 2025, doi: https://doi.org/10.1007/s12633-025-03364-x
J. Chakraborty, S. Roy, and S. Ghosh, “3D printed hydroxyapatite promotes congruent bone ingrowth in
rat load bearing defects,” Biomedical Materials, vol. 17, no. 3, Apr. 2022, doi: https://doi.org/10.1088/1748-605X/ac6471
A. Farahani, A. Zarei-Hanzaki, H. R. Abedi, L. Tayebi, and E. Mostafavi, “Polylactic acid piezo-biopolymers: Chemistry, structural evolution, fabrication methods, and tissue engineering applications,” Journal of Functional
Biomaterials, vol. 12, no. 4, art. no. 71, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/jfb12040071
B. Flora et al., “Development of chemically synthesized hydroxyapatite composite with reduced graphene
oxide for enhanced mechanical properties,” Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, vol.
, art. no. 105845, pp. 1–10, Jun. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2023.105845
S. Soleymani and S. M. Naghib, “3D and 4D printing hydroxyapatite-based scaffolds for bone tissue engineering
and regeneration,” Heliyon, vol. 9, no. 9, e19363, Aug. 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e19363
J. K. Abifarin, D. O. Obada, E. T. Dauda, and D. Dodoo-Arhin, “Experimental data on the characterization
of hydroxyapatite synthesized from biowastes,” Data in Brief, vol. 26, art. no. 104485, Sep. 2019, doi: https://doi.org/10.1016/j.dib.2019.104485
F. Alvarez-Carrasco et al., “Development of Bioactive Hybrid PLA/PMMA Electrospun Fibers Functionalized
with Bioglass Nanoparticles,” International Journal of Molecular Sciences, vol. 25, no. 13, art. no. 6843, 2024,
doi: https://doi.org/10.3390/ijms25136843
X. Wu, K. Walsh, B. L. Hoff, and G. Camci-Unal, “Mineralization of Biomaterials for Bone Tissue
Engineering,” Bioengineering, vol. 7, no. 4, art. no. 132, Oct. 2020, doi: https://doi.org/10.3390/bioengineering7040132
E. De Leon, A. P. Teske, B. Pais, and G. Grazioli, “Efecto de la intensidad de las unidades de fotopolimerizacion
sobre la biocompatibilidad y resistencia a la flexion de una resina compuesta,” Odontoestomatologia, vol. 24,
no. 40, e222, Dec. 2022, doi: https://doi.org/10.22592/ode2022n40e222
M. Olam and N. Tosun, “3D-printed polylactide/hydroxyapatite/titania composite filaments,” Materials
Chemistry and Physics, vol. 276, art. no. 125267, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.125267
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2026 Revista Mexicana de Ingenieria Biomedica

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0.
Una vez que el artículo es aceptado para su publicación en la RMIB, se les solicitará al autor principal o de correspondencia que revisen y firman las cartas de cesión de derechos correspondientes para llevar a cabo la autorización para la publicación del artículo. En dicho documento se autoriza a la RMIB a publicar, en cualquier medio sin limitaciones y sin ningún costo. Los autores pueden reutilizar partes del artículo en otros documentos y reproducir parte o la totalidad para su uso personal siempre que se haga referencia bibliográfica al RMIB. No obstante, todo tipo de publicación fuera de las publicaciones académicas del autor correspondiente o para otro tipo de trabajos derivados y publicados necesitaran de un permiso escrito de la RMIB.





