Diseñan hidrogeles biocompatibles mediante impresión 3D

Los investigadores del IBEC han creado un sistema de tinta y matrices para aplicaciones en medicina regenerativa, sentando nuevas bases para la bioimpresión 3D en el campo de la regeneración de tejidos.

Debido a su alto contenido en agua, los hidrogeles son biomateriales muy atractivos para la impresión 3D, como “sustituto” eficiente de la matriz extracelular, sobre la cual se pueden cultivar células. Sin embargo, aunque son relativamente fáciles de producir – utilizando un método denominado impresión por extrusión-, su estabilidad e integridad estructural pueden debilitarse cuando están en contacto con fluidos biológicos o matrices extracelulares.

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Izquierda: Imágenes de microscopía de fluorescencia de células madre mesenquimales de ratón después de cuatro días de cultivo en un andamio híbrido impreso en 3D

El nuevo método del grupo Biomaterials for Regenerative Therapies utiliza una biotinta híbrida que no necesita ningún reactivo fotoquímico u orgánico, y que es compatible con su uso in vivo . Usando un método versátil y biocompatible llamado sol-gel, esta biotinta puede ser usada para imprimir un hidrogel funcionalizado con péptidos. Es la primera vez que se utiliza sol-gel para imprimir hidrogeles, ya que todos los ejemplos que combinan sol-gel y impresión 3D han sido hasta ahora construcciones inorgánicas o impresiones por extrusión en condiciones no biocompatibles.

Las nuevas matrices funcionan mejor que las actuales porque, además de ser biocompatibles, durante el proceso de impresión transcurren ciertos procesos esenciales como la hidrólisis, dando como resultado una estructura mucho más fuerte y fiable. Los investigadores, que trabajaron en colaboración con colegas en Francia, pudieron sembrar con éxito células madre mesenquimales y ahora están estudiando la posibilidad de encapsular células dentro de la tinta híbrida para que el cultivo celular pueda tener lugar durante el proceso de construcción.

Además de producir matrices más resistentes, la combinación de la química del sol-gel y la impresión 3D abre la puerta a la producción eficiente de un número ilimitado de estructuras biocompatibles personalizadas, cargadas de células. Además, utilizando varias biotintas híbridas diferentes sería posible la fabricación de biomateriales multicapa e inhomogéneos, imitando la complejidad de los tejidos naturales más fielmente.

Artículo de referencia: C. Echalier, R. Levato, M. A. Mateos-Timoneda, O. Castaño, S. Déjean, X. Garric, C. Pinese, D. Noel, E. Engel, J. Martinez, A. Mehdi & G. Subra (2017). Modular bioink for 3D printing of biocompatible hydrogels: sol–gel polymerization of hybrid peptides and polymers. RSC Adv., 2017, 7, 12231

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