Desarrollo de biotintas para Bioimpresión 3D

ANTEZANA, PABLO E.; MUNICOY, SOFIA; ORIVE, GORKA; DESIMONE , MARTIN

Workshop; Fronteras en Nanobiotecnología III; 2022

bioimpresión 3D de tejidos es una técnica de fabricación aditiva utilizada para crear estructuras 3D biocompatibles que imitan los sistemas naturales a través de un diseño hecho por computadora. A diferencia de los métodos tradicionales de regeneración de la piel, los reemplazos dérmicos bioimpresos en tres dimensiones son superiores en la automatización y normalización para usos clínicos y la precisión en la incorporación de células vivas, factores de crecimiento y otras biomoléculas. Últimamente ha habido mucho interés en el desarrollo de hidrogeles que combinen polisacáridos naturales (p. ej., alginato) y proteínas (p. ej., gelatina).El objetivo en este trabajo es lograr el desarrollo de una nueva biotinta para bioimprimir andamios que contengan bioactivos.Se estudiaron diferentes proporciones de alginato y gelatina: Biotinta A (BA) y Biotinta B (BB). Las biotintas se imprimieron utilizando una bioimpresora 3D basada en extrusión Bio X de Cellink (San Carlos, Estados Unidos). Se imprimieron andamios en forma de rejilla cuadradas de 20 mm x 20 mm a través de una boquilla cónica de 27 G. Los parámetros de impresión se establecieron en función de la biotinta. Se trabajó con el software Heart OSTM, para la impresión; y para el diseño del modelo se usó el programa Visor OBJ. Los andamios bioimpresos fueron entrecruzadas con CaCl2 100 mM. El entrecruzamiento permite una mejora en la estructura del andamio, dando lugar a disminuir su degradabilidad y mejorando su estabilidad.El siguiente paso fue estudiar la estructura de los andamios a través de SEM. Al estudiar los andamios impresos con la Biotinta A se observa una estructura compacta, pero a la vez altamente porosa. Al analizar diferentes zonas del andamio se puede apreciar diversidad en el tamaño de los poros. Algunas zonas presentaron un tamaño promedio de los poros de 44 ± 4 μm. La rugosidad y la porosidad de las paredes del andamio obtenidas es beneficiosa para la adhesión y proliferación celular en condiciones in vivo al mejorar las tasas de difusión hacia y desde el andamio.Al analizar la Biotinta B por SEM, se observó una superficie más compacta y lisa en la cual su porosidad se podía apreciar al hacer un corte trasversal. Se determinó el tamaño de estos poros, confirmando que se trata de un material de elevada porosidad con un tamaño de poro promedio de 15,0 ± 2,3 μm.Al momento de planificar una aplicación de los andamios resulta atractiva la idea de aprovechar su porosidad para cargar principios activos y dar lugar a un producto que ofrezca múltiples funciones. Es por esto, que se decidió estudiar la capacidad de absorción de los andamios.El estudio de la absorción de los andamios preparados mediante la Biotinta A y la Biotinta B se llevó a cabo utilizando PBS como solución a absorber, ya que es un buffer ampliamente utilizado para diversos ensayos biológicos.Se determinó que para el andamio producido por la Biotinta A su capacidad de absorción fue del 73% y para el caso de la Biotinta B fue del 74%. Esto demuestra la gran capacidad de los andamios de poder incorporar soluciones acuosas en su estructura.En base a las características observadas las biotintas desarrolladas presentan gran potencial para impresión 3D de andamios tisulares.