Modificación superficial con GelMA de matrices 3D basadas en poliésteruretanos segmentados biorreabsorbibles para aplicaciones en ingeniería de tejidos

LORES, N. J.; ALDANA, A. A.; DEL VELIZ, S.; RIVERA, L.; UHART, M.; HUNG HUNG, Y. M. X.; TALOU, M. H.; ABRAHAM, G. A.; CARACCIOLO, P. C.

Simposio; XV Simposio Argentino de Polímeros - I Congreso Argentino de Materiales Compuestos (SAP-COMAT 2023); 2023

El desarrollo de matrices extracelulares artificiales y dispositivos biomédicos implantables continúa siendo un gran desafío a nivel mundial. Los biomateriales para ingeniería de tejidos deben degradarse in vivo a productos no tóxicos, y reabsorberse o excretarse mediante rutas metabólicas, en sincronización con la formación de tejido nativo. A estas características se suma la necesidad de conformar una estructura con propiedades mecánicas y superficiales adecuadas y elevada porosidad para favorecer la infiltración, proliferación y diferenciación celular, que conducen a la formación de un nuevo tejido. Los poli(éster uretanos) segmentados (SPEU) son copolímeros en bloque lineales que presentan buena biocompatibilidad y biorreabsorbabilidad [1]. Sin embargo, estos materiales poseen una elevada hidrofobicidad. En este trabajo, se exploran distintas estrategias para modificar superficialmente las estructuras 3D impresas de SPU a través de recubrimientos hidrofílicos.En primer lugar, se sintetizaron SPU biorreabsorbibles (SPEU) con 60 % p/p de segmentos duros (SPEU60) mediante la reacción de 1,6-hexamentilendiisocianato (HDI), poli(ε-caprolactona)diol (PCL diol) y 1,4- butanodiol (BDO) [2]. El SPEU obtenido se pulverizó para fabricar filamentos con una microextrusora de doble tornillo paralelo. La extrusión de SPEU60 se pudo realizar sin necesidad de utilizar aditivos ni plastificantes. Finalmente, se diseñaron e imprimieron matrices 3D (d=13 mm, h=7,5 mm) con porosidad interconectada y tamaño de poro de 200 μm mediante la técnica de manufactura aditiva de modelado por deposición de fundido (FDM) [2]. Se sintetizó gelatina metacrilada (GelMA) siguiendo el protocolo reportado por Aldana [3] y se prepararon soluciones en ácido acético glacial (concentración 10% p/v) y fotoiniciador Irgacure 2959 (0,5% p/v gelatina). La modificación superficial de las matrices impresas se realizó mediante i) recubrimiento por inmersión en solución de GelMA y ii) electrohilado de solución de GelMA. El entrecruzamiento de GelMA se llevó a cabo mediante exposición a radiación UV (λ = 365 nm) durante 10 min. Las muestras irradiadas fueron secadas bajo vacío a temperatura ambiente [4]. Las matrices 3D modificadas fueron estudiadas por SEM y goniometría (ángulo de contacto). Además, se efectuaron estudios in vitro con cultivos celulares empleando preadipocitos de ratón 3T3-L1 para analizar el comportamiento biológico de las estructuras 3D. Las micrografías SEM demostraron que el recubrimiento por inmersión resultó más apropiado que el recubrimiento nanofibroso obtenido por electrohilado. La reducción del ángulo de contacto del orden del 40%, evidenció el incremento en la hidrofilicidad de las muestras. Los resultados de los ensayos con cultivos celulares fueron muy promisorios indicando que la modificación superficial realizada permitió mejorar la biocompatibilidad de las estructuras 3D.