Estudio de biocompatibilidad de biomateriales poliméricos compuestos de Policaprolactona y Biovidrio en distintas concentraciones, mediante análisis celulares, moleculares y físico-químicos, para su aplicación en ingeniería de tejidos
Facultad
Carrera/Programa
- Ingeniería Civil en Bioingeniería
Profesor Guía
Fecha de publicación
2025-07-14Resumen
Uno de los tejidos implicados en el deterioro con el envejecimiento a nivel mundial, es el tejido
óseo, donde la remodelación ósea se ve afectada por distintas patologías. En este contexto, la
ingeniería de tejidos se enfoca en el desarrollo de métodos que permiten regenerar tejidos dañados
mediante el uso de células madre, biomateriales y factores de crecimiento. Dentro de los
biomateriales estudiados para regeneración ósea, se destaca la combinación de policaprolactona
(PCL) y partículas bioactivas como el biovidrio (BG), con un alto potencial para aplicaciones
médicas. La biocompatibilidad es esencial para el desarrollo de estos biomateriales, evitando
respuestas adversas al momento de integrarlos en pacientes. Sin embargo, no se ha abordado de
manera exhaustiva un análisis de biocompatibilidad para cuantificar y comprender la interacción
entre células madre y el biomaterial. En este estudio, se fabricaron biomateriales de PCL y BG para
estudiar el efecto de la adición de distintas concentraciones de BG (0, 10 y 20%) sobre la
biocompatibilidad. Mediante imágenes SEM, análisis EDS y XRD, se realizó una caracterización
físico-química de los biomateriales, confirmando la presencia de elementos y fases de cristalinidad
propios del PCL y BG. En el ámbito de la biocompatibilidad, se realizaron tratamientos superficiales
con acetona en los biomateriales para favorecer la adhesión celular, mejorando significativamente
en células sembradas sobre PCL con 10% de BG, evidenciándose un aumento tras 24 horas del
sembrado al compararse con la adhesión celular en biomateriales sin tratar. Se realizaron análisis de viabilidad/citotoxicidad, proliferación y cambios morfológicos de hGMSC al interactuar sobre los biomateriales compuestos de PCL y BG, mediante técnicas de análisis de actividad metabólica y marcajes moleculares y celulares específicos. Mediante ensayos MTS y marcaje de células vivas y muertas, se reveló que el grupo con 20% de BG presentó un 60% de muerte celular, con una baja viabilidad hasta el día 14 del sembrado. Se detectó un aumento significativo en la proliferación de hGMSC en PCL y PCL con 10% de BG a los días 7 y 14 tras el marcaje de la proteína Ki67 como indicador de proliferación. Tras el marcaje de filamentos de actina y cuantificación de descriptores de morfología (circularidad, AR, redondez y solidez) se observaron cambios morfológicos en las células durante el proceso de adhesión sobre PCL y PCL con 10% de BG, como formación de protrusiones y organización de filamentos de actina, presentando alta variabilidad morfológica de las células cuantificadas para ambos grupos. Estos resultados revelan la importancia de optimizar la concentración de BG para evitar toxicidad y mejorar las propiedades biológicas de biomateriales para futuras aplicaciones clínicas
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