Resumen
La ingeniería tisular es una ciencia que aplica los principios de la ingeniería y las ciencias de la vida para desarrollar sustitutos biológicos que reparen o mejoren la función biológica de un tejido u órgano (según la definición de Langer y Vacanti). Para ello, el enfoque más común se basa en el uso de tres elementos fundamentales las células, las biomoléculas y los scaffolds poliméricos. A pesar de los muchos avances alcanzados, los investigadores de este campo aún nos enfrentamos a importantes retos en la reparación o la sustitución de los tejidos que cumplen predominantemente funciones biomecánicas como es el caso del tejido óseo y el tejido cartilaginoso y en específico el cartílago articular. En este sentido, los materiales tri-dimensionales (scaffolds) desempeñan un papel muy importante por lo que deben cumplir una serie de requisitos tales como: deben tener una estructura de poros interconectados con el fin de favorecer la integración y vascularización del tejido, deben ser biocompatibles, biodegradables, tener adecuadas propiedades mecánicas y una superficie química apropiada que favorezca la adhesión, diferenciación y proliferación celular.
     En este contexto, el quitosano es un candidato con un gran potencial, utilizado en una amplia gama de aplicaciones, ya que posee propiedades biológicas únicas, entre las que se incluyen su biocompatibilidad, su  biodegradación, su marcada actividad antibacterial, entre otras y además posibilita el desarrollo de materiales en una gran variedad de formas, como son polvos, micropartículas, scaffolds y filmes. La selección del quitosano como material soporte en cultivos celulares es de gran interés debido a la posibilidad de modular y controlar sus propiedades químicas, físicas y biológicas bajo suaves condiciones de reacción. Es por ello, que el gran reto de este trabajo es el desarrollo de materiales basados en quitosano para la ingeniería tisular, entre los cuales podemos mencionar la formación de mezclas poliméricas de policaprolactona y quitosano, scaffolds implantables de quitosano y el desarrollo de un nuevo modelo de scaffolds inyectables basados en micropartículas entrecruzadas de quitosano.
     En la preparación de las mezclas de policaprolactona y quitosano, ambos polímeros han sido disueltos en un solvente adecuado y haciendo uso de la técnica de evaporación de solvente se han obtenido filmes con diferentes composiciones. Se ha estudiado la influencia del componente hidrófilo sobre algunas propiedades, tales como la capacidad de absorción de agua, la energía superficial, la cristalinidad y las propiedades mecánicas entre otras. Por otro lado, se evaluó la respuesta biológica de los materiales en cultivos primarios “in vitro” de condrocitos, llegando a la conclusión de que la hidrofilicidad, en este caso, no está directamente relacionada con la respuesta biológica y las mezclas de PCL/CHT que contienen un 20 % de quitosano muestran mejores resultados que las demás mezclas con respecto a la viabilidad y proliferación de los condrocitos.
     Por otra parte, se han preparado scaffolds de quitosano con micro y macroporos de geometría esférica y con una estructura interconectada mediante la combinación de la técnica de freeze-gelation y la utilización de micropartículas de porógeno. Se han realizado estudios biológicos con células madre de médula ósea de cabra (GBMSCs) que se han diferenciado a osteoblastos, las células del tejido óseo. También se han realizado cultivos “in vitro” de condrocitos humanos en condiciones estáticas y en un bioreactor de flujo con agitación intermitente. Los condrocitos cultivados en condiciones estáticas proliferan, tienen una morfología plana y tienden a cubrir la superficie del scaffold, mientras que los condrocitos cultivados en el bioreactor tienen una forma redondeada y tienden a agruparse dentro de los poros, en el interior del scaffold.
     También hemos propuesto un nuevo modelo de scaffold inyectable basado en micropartículas de quitosano entrecruzadas con genipin para ser utilizado en la ingeniería de tejidos mediante procedimientos mínimamente invasivos. Hemos evaluado la respuesta biológica de las micropartículas en los cultivos “in vitro” de GBMSCs llegando a la conclusión que las células se extienden sobre las micropartículas, uniéndolas entre sí formando un constructo tri-dimensional donde las micropartículas actúan como soporte del tejido.