El laboratorio de Biofabricación 3D de REGEMAT ha publicado un estudio sobre la “"Comparación de biomateriales imprimibles para su uso en ingeniería de tejidos neurales: una caracterización in vitro y una evaluación de biocompatibilidad in vivo".
El autor principal Miguel Etayo Escanilla junto a Paula Ávila Fernández, Jesús Chato Astrain, Fernando Campos, David Sánchez Porras, Óscar García y Víctor Carriel Araya del Grupo de Ingeniería de Tejidos (Universidad de Granada), exploraron los posibles usos de varios biomateriales, incluyendo PLA, PCL, FilaFlex conductivo, Flexdym y GelMA en la fabricación de andamios impresos en 3D para aplicaciones en medicina regenerativa.
Hemos de destacar que el ácido poliláctico (PLA) escogido para este estudio proviene de la nuestra marca SMARTFIL@ de Smart Materials 3D, y desempeño un papel importante para la investigación y desarrollo de aplicaciones en ingeniería de tejidos.
El PLA es un polímero sintético biodegradable que puede producirse a partir de materias primas renovables como la caña de azúcar y el maíz. Este material presenta características mecánicas deseables, como una excelente estabilidad térmica y degradabilidad, lo que lo hace adecuado para múltiples aplicaciones en ingeniería de tejidos.
Como precedente se han investigado numerosos biomateriales naturales, sintéticos e híbridos para el desarrollo de andamios adecuados para aplicaciones en ingeniería del tejido nervioso, con el objetivo de regenerar lesiones neurales.
La principal ventaja de utilizar biomateriales derivados naturalmente es que ofrecen microambientes biomiméticos relevantes para las células, ya que retienen componentes esenciales y lugares de adhesión celular presentes en el tejido nativo. Sin embargo, generalmente presentan unas propiedades mecánicas pobres que dificultan la generación de andamiajes 3D estables.
Como contrapartida, los polímeros sintéticos ofrecen un gran control sobre la arquitectura del andamio y propiedades mecánicas ajustables, sin embargo, tienden a ser menos biocompatibles y a menudo requieren modificaciones adicionales para mejorar sus propiedades bioactivas, como la incorporación de sitios de unión celular.
En contraste, la tecnología de impresión 3D ha evolucionado en el último siglo como una alternativa prometedora para crear, a través de un proceso de fabricación aditiva, estructuras 3D complejas al controlar precisamente su arquitectura (forma externa, geometría interna de los poros y conectividad), con alta reproducibilidad y repetibilidad.
En la investigación se encontraron puntos clave sobre la relevancia del PLA este material en el campo de estudio:
- Biocompatibilidad y Seguridad: El PLA es conocido por su excelente biocompatibilidad y seguridad en aplicaciones biomédicas. Como material biodegradableofrece una opción segura para la fabricación de andamios biomiméticos impresos en 3D.
- Origen Renovable y Sostenible: El PLA puede producirse a partir de fuentes renovables como la caña de azúcar y el maíz, lo que lo convierte en una opción respetuosa con el medio ambiente. Esta característica es esencial para el desarrollo de tecnologías sostenibles en ingeniería de tejidos.
- Características Mecánicas Deseables: El PLA exhibe características mecánicas deseables, como una excelente estabilidad térmica y degradabilidad. En el contexto de la ingeniería de tejidos, la rigidez y resistencia del PLA son especialmente beneficiosas para proporcionar soporte estructural en tejidos que requieren determinada dureza y resistencia a cargas, como el hueso o el cartílago, pero también para otras aplicaciones, como puede ser la regeneración de tejidos nerviosos.
- Facilidad de Procesamiento en Impresión 3D: El PLA es ampliamente utilizado en la impresión 3D debido a su facilidad de procesamiento y su capacidad para producir estructuras complejas con alta precisión. La capacidad de Smart Materials 3D para proporcionar PLA de alta calidad garantiza resultados óptimos durante el proceso de fabricación.
- Potencial Terapéutico en Aplicaciones Clínicas: La utilización de PLA de Smart Materials 3D en la fabricación de andamios para ingeniería de tejidos nerviosos abre nuevas perspectivas en el desarrollo de terapias regenerativas. La combinación de las propiedades del PLA con la tecnología de impresión 3D ofrece oportunidades para diseñar andamios personalizados que puedan promover la regeneración de tejidos nerviosos dañados.
El PLA de Smart Materials 3D representa una contribución significativa al avance de la ingeniería de tejidos al ofrecer un material seguro, sostenible y con propiedades mecánicas adecuadas para la fabricación de andamios impresos en 3D. Su inclusión en este estudio destaca su relevancia y potencial para aplicaciones clínicas futuras en la regeneración de tejidos nerviosos.
Resultados de impresión y mecánicos: Los termoplásticos mostraron mejores resultados de impresión en términos de resolución y fidelidad de forma, mientras que FD y GelMA revelaron grandes propiedades viscoelásticas. PLA fue el andamio impreso en 3D más rígido y resistente, mientras que FD y GelMA fueron los más blandos y elásticos.
Resultados del ensayo de citotoxicidad: GelMA demostró un mayor índice de viabilidad celular después de 7 días de cultivo celular in vitro, probablemente debido a su origen natural, sin embargo, todos los materiales mostraron índices de viabilidad celular superiores al 98%, comparables al control positivo.
Resultados de biocompatibilidad in vivo: Todos los andamios impresos en 3D mostraron una respuesta inflamatoria local moderada, con una capa de células mononucleares y algunas células gigantes alrededor de los implantes después de 10 días de implantación subcutánea en ratas. GelMA y PCL mostraron la mayor infiltración de células inmunológicas, mientras que PLA mostró la menor.
Conclusiones del estudio: El estudio concluyó que todos los biomateriales evaluados mostraron propiedades prometedoras para las aplicaciones de ingeniería de tejidos nerviosos, pero se requieren más estudios para determinar la utilidad y la eficacia terapéutica in vivo de los sustitutos neurales basados en estos andamios impresos en 3D.
Agradecemos a REGEMAT y todo su equipo por hacernos formar parte de este importante estudio con selección de biomateriales óptimos que son clave para el desarrollo de estrategias innovadoras en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa.
Puedes descargar el abstracto aquí para más información: REGEMAT
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