Diseño y desarrollo de matrices porosas biomiméticas para ingeniería de tejidos

MONTINI BALLARIN, FLORENCIA

San Juan

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Bioingeniería y XII Jornadas de Ingeniería Clínica; 2022

La naturaleza ha desarrollado numerosos sistemas biológicos con funcionalidades diferentes y características, que son una fuente continua de inspiración para los científicos en la búsqueda de diseños y estrategias para sistemas de materiales de ingeniería innovadores y avanzados. Además, en el campo de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, es necesario imitar las propiedades únicas de los tejidos naturales para que los andamios tengan éxito con el tiempo.La ingeniería de tejidos presenta el desarrollo de andamios (scaffolds) como opciones de tratamiento para tejidos defectuosos donde el trasplante ya no es una alternativa. En el paradigma clásico, se utiliza un material, en forma de matriz poroso, para dar forma al tejido en construcción y facilitar la liberación de señales moleculares y mecánicas. Además, cuando se requiere reemplazar tejidos que están naturalmente sujetos a esfuerzos mecánicos, los andamios sintéticos deben imitar su respuesta mecánica. Se ha estudiado que un desajuste entre las propiedades mecánicas naturales y las del andamio sintético es una causa de falla a largo plazo.La elastina y el colágeno son los dos componentes principales de los tejidos elásticos. Las estructuras jerárquicas de colágeno de diferentes tamaños y formas, que provocan diferentes mecanismos de endurecimiento, junto con la alta elasticidad proporcionada por las fibras de elastina, dan como resultado una respuesta mecánica única. Por lo tanto, es esencial comprender las propiedades mecánicas funcionales de los tejidos nativos y cómo imitar estas propiedades en una estructura diseñada.El electrohilado permite la producción de matrices porosas que consisten en nanofibras con una microestructura que imita la matriz extracelular natural. Además, el uso de modelos constitutivos mecánicos multiescala permite seleccionar las características del andamio en función de una respuesta objetiva.Este trabajo presenta un enfoque biomimético al diseño y desarrollo de matrices para ingeniería de tejidos, poniendo énfasis en su comportamiento mecánico, y como lograr imitar los tejidos naturales desde los materiales, microestructura y diseño in sílico.