Matrices electrohiladas híbridas de PCL/ZEINA para ingenieria de tejidos blandos

Abstract

Los andamios son materiales de soporte utilizados en aplicaciones de ingeniería de tejidos para reparar o restaurar tejidos dañados, proporcionando un entramado tridimensional temporal o permanente para que las células crezcan, se diferencien y regeneren el tejido dañado. Estos andamios actúan como soporte estructural, guiando la formación de nuevo tejido mientras promueven la adhesión celular, proliferación y difusión de nutrientes. Los andamios desempeñan un papel vital en la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, facilitando el desarrollo de tejidos y órganos funcionales para trasplante o propósitos terapéuticos. Los investigadores adaptan las propiedades de estos andamios, incluyendo su porosidad, resistencia mecánica y tasa de degradación, para adaptarse a tipos de tejidos específicos y la aplicación prevista. El uso de células madre en los andamios permite dirigir la proliferación celular y regenerar tejidos en direcciones específicas. Los andamios son compuestos por diferentes tipos de biomateriales, incluyendo biopolímeros, polímeros sintéticos, biocerámicas y metales biodegradables. La combinación de polímeros sintéticos y naturales puede superar algunas desventajas de cada uno y producir nuevos materiales con propiedades superiores. Además, los andamios pueden combinarse con varios factores biológicos como factores de crecimiento, citocinas o incluso células madre para mejorar aún más la regeneración de tejidos. Al integrar estos elementos bioactivos, los andamios pueden estimular actividades celulares específicas, modular el microambiente del tejido y promover una cicatrización y remodelación tisular más efectivas. Este proyecto presenta un estudio sobre la fabricación y caracterización de andamios basados en poli(ɛ-caprolactona) (PCL) y zeína / zeína entrecruzada preparados mediante la técnica de electrohilado verde. Se utilizó un sistema de solventes benignos (ácido acético/etanol). La zeína es una proteína vegetal ampliamente disponible, biodegradable y biocompatible con un creciente interés como vehículo para una amplia variedad de aplicaciones biomédicas. Sin embargo, su pobre rendimiento mecánico requiere la combinación con polímeros biocompatibles sintéticos para preparar andamios adecuados para aplicaciones de ingeniería de tejidos. El uso de solventes benignos o no tóxicos no es trivial ya que la mayoría de los solventes utilizados para el proceso de electrohilado son muy efectivos en la disolución de polímeros, proporcionando propiedades de solución deseables para el electrohilado, pero son altamente tóxicos tanto para el operador como para el medio ambiente. Además, las trazas residuales pueden comprometer la viabilidad celular. Se exploraron diferentes proporciones de PCL-zeína/zeína entrecruzada. Los mejores parámetros de electrohilado se ajustaron a cada composición y solvente. Todas las fibras fueron caracterizadas y se utilizó la composición con las mejores propiedades para producir fibras electrohiladas alineadas para imitar la estructura nativa del tendón. A través del análisis de estos ensayos, se obtuvieron resultados prometedores con mezclas de PCL/ZEINA en una proporción de 2:1. Se produjeron fibras alineadas que muestran características adecuadas para su uso en la ingeniería de tejidos tendinosos con estas mezclas.