Comparación de propiedades de andamios impresos 3D entrecruzados mediante un método físico y un agente químico

• Autores: Fernández, Pablo Andrés
• Año de publicación: 2023
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de grado
• Colaborador/a o director/a de tesis: Cid, Mariana; Comin, Romina
• Materia: TECHNOLOGY; MEDICINE; TECHNOLOGY::Bioengineering; TECHNOLOGY::Other technology; INTERDISCIPLINARY RESEARCH AREAS
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Proyecto Integrador (I.Biom.)--FCEFN-UNC, 2023
Fil: Fernández, Pablo Andrés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina
La ingeniería en tejidos es una rama de la ingeniería biomédica que tiene como objetivo la reparación del cuerpo humano mediante la obtención de tejidos funcionales in vitro. Debido a que los andamios biodegradables con estructura tridimensional porosa son la base para la regeneración tisular, se plantea un trabajo para la creación de constructos aplicables en dicha área. En el presente proyecto integrador se propone la impresión tridimensional de andamios de colágeno y ácido hialurónico altamente porosos para uso biomédico y su posterior entrecruzamiento mediante un método físico y un agente químico para mejorar las propiedades físico-químicas de los constructos. Para ello, se desarrolló un método sencillo y relativamente económico para la purificación de colágeno tipo I de piel porcina a partir de tratamientos con soluciones ácidas y sales, que preservan la estructura de las fibras a diferencia de procedimientos enzimáticos normalmente usados, que desnaturalizan la proteína. El proceso llevado a cabo permitió la purificación, caracterización y cuantificación del colágeno mediante espectrofotometría y electroforesis desnaturalizante. Con el colágeno extraído y el ácido hialurónico de origen comercial se preparó una tinta y, a través de un estudio reométrico, se analizó su viscosidad, la cual resultó ser la adecuada para una extrusión homogénea por la bioimpresora y con una estabilidad suficiente para la impresión de andamios tridimensionales. Una vez impresos, los constructos fueron entrecruzados por dos métodos diferentes: uno físico (tratamiento dehidrotermal) y uno químico (1,4-butanediol diglicidil éter). Luego se hizo una comparación de ambos métodos planteados. Se evaluó el comportamiento estructural de los andamios luego de distintos procesos como: liofilización, rehidratación y solubilización. Se hizo una caracterización topográfica y físico-química mediante microscopía confocal óptica y electrónica de barrido, ensayos de hinchamiento de agua, porosidad y ensayos de degradación enzimática. Además, se comprobó la citocompatibilidad mediante un ensayo de citotoxicidad sugerido por la Norma ISO 10993, parte 5-2009, y se evaluó el crecimiento y migración celular sobre la superficie de los mismos.
Tissue engineering is a branch of biomedical engineering that aims to repair the human body by obtaining functional tissues in vitro. Since biodegradable scaffolds with a porous three-dimensional structure are the foundation for tissue regeneration, this project proposes the creation of applicable constructs in this area. In this integrative project, the three-dimensional printing of highly porous collagen and hyaluronic acid (HA) scaffolds for biomedical use is proposed, along with their subsequent crosslinking using a physical method and a chemical agent to improve the physicochemical properties of the constructs. To this end, a simple and relatively inexpensive method was developed for the purification of type I collagen from porcine skin using treatments with acid solutions and salts. These preserve the structure of the fibers, unlike the commonly used enzymatic procedures, which denature the protein. The process enabled the purification, characterization, and quantification of collagen using spectrophotometry and denaturing electrophoresis. With the extracted collagen and commercially sourced HA, a bioink was prepared. Through a rheometric study, its viscosity was analyzed and found to be suitable for homogeneous extrusion by the bioprinter, with sufficient stability for printing three-dimensional scaffolds. Once printed, the constructs were crosslinked using two different methods: one physical (dehydrothermal treatment, DHT) and one chemical (1,4-butanediol diglycidyl ether, BDDGE). A comparison between the two methods was then conducted. The structural behavior of the scaffolds was evaluated following various processes such as lyophilization, rehydration, and solubilization. Characterization was performed using confocal optical microscopy and scanning electron microscopy, as well as water swelling, porosity, and collagenase degradation tests. Additionally, cytocompatibility was assessed using a cytotoxicity assay suggested by ISO 10993, part 5-2009, and cell cultures were performed on the scaffolds to evaluate cell growth and migration.
Fil: Fernández, Pablo Andrés. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina