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Desarrollo y evaluación de andamios celulares poliméricos impresos en 3D como posible alternativa de uso para injertos óseos.

Resumen

La Ingeniería de Tejidos es una disciplina de la Ingeniería Biomédica cuyo fin es restaurar, mantener o mejorar la función tisular por medio de la integración de andamios, biomateriales, células y moléculas biológicamente activas. Actualmente no se realizan investigaciones en este campo dentro de la Universidad del Valle de Guatemala ni a nivel nacional, por lo cual el motivo de este proyecto es el de abrir brecha en esta área de conocimiento, con una aplicación específica al tejido óseo, tras ser el hueso el segundo material más comúnmente implantado en el cuerpo humano (después de la transfusión de sangre) pero que su uso se ve limitado por varios factores. El objetivo de este trabajo de graduación fue el de utilizar la impresión 3D como metodología de fabricación de andamios celulares para posibles aplicaciones en el tejido óseo hechos a base de ácido poliláctico (PLA), filamento comúnmente utilizado en impresión 3D. Se estudiaron diversas estructuras estándar en esta metodología de fabricación: giroide, triangular y panal de abeja, con distintos tamaños de poro, lo cual se logró ajustando la densidad de relleno: 50 %, 75 % y 85 % para fabricar andamios poliméricos. Se determinó la porosidad y tamaño de poro de cada patrón a través de imágenes obtenidas por medio de estereoscopía y se evaluó la homogeneidad microscópica del material en las estructuras hechas con 50 % de densidad de relleno por medio de microscopía electrónica de barrido, en donde también se demostró que el proceso de esterilización por medio de autoclave no produce cambios en la morfología del material ni de las estructuras. Se hizo un ensayo de compresión para determinar la resistencia de cada estructura escogida en donde se obtuvo que el patrón triangular es el más resistente con resultados que entran en el rango de la resistencia a compresión del hueso trabecular. Se intentaron realizar ensayos de tracción los cuales fueron cancelados por falta de equipo especializado en ensayos mecánicos para polímeros. También se estudió la estabilidad y degradación hidrolítica a diez semanas en condiciones levemente parecidas a las fisiológicas (pH, temperatura y iones) con PBS, en donde se obtuvo que la degradación no depende del tamaño ni geometría de los poros; mismo resultado que se obtuvo tras estudiar la degradación en distintos tiempos en etanol al 70 % y a cuatro semanas en acetona al 99 %. Finalmente, se demostró que el material utilizado es biocompatible por medio de un ensayo indirecto in vitro con células de neuroblastoma (LAN1) a través de una prueba con MTT a 24 y 72 horas. (LA)