Preparación y caracterización de scaffolds basados en acrilatos para aplicaciones de ingeniería tisular

Abstract

[ES] El presente trabajo se enmarca dentro de los proyectos de investigación para la obtención del grado en Ingeniería en Diseño Industrial y Desarrollo de Productos de la Universidad Politécnica de Valencia. Siendo así el antecedente de futuras investigaciones doctorales, pretende producir diferentes soportes macroporosos que ayuden en la regeneración de tejido óseo dañado o patológico. La ingeniería tisular ósea focaliza sus investigaciones en una serie de criterios (porosidad, tamaños de poro, osteoinductividad, etc.) para que las estructuras desarrolladas puedan mimetizar las características de los huesos de la forma más aproximada posible. Así pues, en este proyecto se utiliza poliácido-L-láctico (PLLA) y poliacrilato de etilo (PEA), disueltos en dioxano, de manera pura y en combinación a distintas concentraciones y proporciones, para elaborar una serie de films y soportes porosos (scaffolds) que puedan tener aplicación en ingeniería tisular ósea. Para la obtención de estas estructuras macroporosas, se utiliza como porógeno plantillas de PVA impresas tridimensionalmente. Mediante la metodología de freeze extraction, se consigue extraer el dioxano con un exceso de no solvente, etanol frío a 20OC, y así se crea la porosidad en la muestra, responsable de la siembra y proliferación celular. Una vez desarrollados todos los films y soportes de las distintas concentraciones de material, se procede con la caracterización de los mismos a nivel fisicoquímico mediante las técnicas de calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TGA) y espectroscopía diferencial por transformada de Fourier (F-TIR) y a nivel morfológico por medio de la lupa binocular y la microscopía electrónica por emisión de campo (FESEM).

[EN] This document is a part of research projects to obtain Industrial Design Degree at the Polytechnic University of Valencia. The main objective of this project is to produce different macroporous structures that help in the regeneration of damaged or pathological bone tissue. Bone tissue engineering focuses its research on a number of criteria (porosity, pore size, osteoinductivity) so that the developed structures are able to mimic the characteristics of the bones. Thus, this project used polyacid-L-lactic (PLLA) and poly ethyl acrylate (PEA), dissolved in dioxane, pure and in combination at various concentrations and mix, to produce a series of films and structures porous (scaffolds) that may have application in bone tissue engineering. To obtain these macroporous structures, a 3D printed PVA templates has been used as porogen. By freeze extraction methodology, it is possible to remove the dioxane with an excess of non-solvent, cold ethanol at -20 ° C, and thus creates porosity in the sample, responsible for planting and cell proliferation. Finally, all the samples are studied physicochemical and morphological level using different characterization techniques like differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TGA), Fourier transform infrared spectroscopy (F-TIR) and binocular microscope and electron field emission microscopy (FESEM).

[CA] El present treball s’emmarca dins dels projectes de recerca per a l’obtenció del Grau en Enginyeria en Disseny Industrial i Desenvolupament de Productes de la Universitat Politècnica de València. Sent així l’antecedent de futures recerques doctorals, pretén produir diferents suports macroporosos que ajuden en la regeneració de teixit ossi danyat o patológic. L’enginyeria tissular òssia focalitza les seues recerques en una sèrie de criteris (porositat, grandàries de porus, osteoinductivitat, etc) perquè les estructures desenvolupades puguen mimetitzar les característiques dels ossos de la forma més aproximada possible. Així doncs, en aquest projecte s’utilitza poli-àcid-L-làctic (PLLA) i poli acrilat d’etil (PEA), dissolts tots dos en dioxà, de manera pura i en combinació a diferents concentracions i proporcions, per a elaborar una sèrie de films i suports porosos (scaffolds) que puguen tenir aplicación en enginyeria tisular òssia. Per a l’obtenció d’aquestes estructures macroporoses, s’utilitza com a porògen plantilles de PVA impreses tridimensionalment. Mitjançant la metodología de freeze extraction, s’aconsegueix extraure el dioxà amb un excés de no solvent, etanol fred a 20OC, i així es crea la porositat en la mostra, responsable de la sembré i proliferació cel·lular. Una vegada desenvolupats tots els films i suports de les diferents concentracions de material, es procedeix amb la caracterització dels mateixos a nivel fisicoquímic mitjançant les técniques de calorimetria diferencial (DSC), termogravimetria (TGA), i espectroscopia diferencial per transformada de Fourier (F-TIR) i a nivell morfològic per mitjà de la lupa binocular i la microscopia electrónica per emissió de camp (FESEM).