Mechanical and morphological modulation of electrospun polymeric scaffolds for tissue engineering applications

Resumen

Las tecnologías de electrospinning (electrohilado) han establecido una nueva era en la que permiten resolver de manera eficiente scaffolds (andamios o estructuras) para aplicaciones de ingeniería de tejidos que antes eran impensables. Sin embargo, las técnicas de electrospinning, como el solution electrospinning (electrohilado de solución) o el melt electrowriting (electroescritura de fusión), se ven limitadas por los parámetros de fabricación, las limitaciones tecnológicas y la propia aplicación. La ciencia de la fabricación de scaffolds busca imitar la matrix extracelular de un tejido particular de manera que se mitigue el daño o se facilite su estudio fisiopatológico. Por lo tanto, los scaffoldstienen el papel primordial no solo de soportar las células, sino de replicar lo más fielmente posible la matriz extracelular nativa, teniendo en cuenta la biocompatibilidad, la biodegradabilidad, la morfología y las propiedades mecánicas. Estas dos últimas propiedades son fundamentales para el resultado del scaffold, ya que las células se comunican con el entorno y se comportan en respuesta a señales externas. En el contexto del ensamblaje de scaffolds, los parámetros de fabricación del electrospinning deben modularse correctamente para garantizar un entorno celular adecuado. En esta disertación, intentamos abordar esta preocupación confiando en las técnicas de solution electrospinning and melt electrowriting. Como posibles aplicaciones de la ingenieria de tejidos, se desarrolla la recreación de una malla trabecular humana artificial y una plataforma de músculo esquelético. Se evalúan los requisitos mecánicos y morfológicos de cada tejido y se adaptan los parámetros de fabricación. Se ha fabricado un scaffold de malla trabecular humana y se ha validado con células de este mismo tejido, evaluando su crecimiento y comportamiento. Además, gracias al desarrollo de una plataforma de perfusión se han podido medir los cambios de presión generados por las células al sometarlas a distintos medicamentos. Finalmente, se ha desarrollado una plataforma para músculo esquelético que ha permitido la optimización del proceso para futuros estudios.