Desarrollo de un dispositivo in vitro para guiar el crecimiento axonal aplicando estimulación eléctrica externa

Abstract

[ES] Las patologías que se derivan en el sistema nervioso llevan asociadas la dificultad de regeneración del propio tejido, especialmente cuando se habla del Sistema Nervioso Central (SNC). Es debido a esta problemática que las terapias desarrolladas gracias a la ingeniería tisular pueden mejorar la calidad de vida de los pacientes, así como su autoestima, ya que les brinda una oportunidad para poder recuperarse de una lesión que, a priori, era irreparable. En definitiva, los avances que se realizan en el ámbito de la ingeniería tisular, acorde con la regeneración del sistema nervioso, pueden ayudar a infinidad de pacientes que sufren algún tipo de patología crónica las cuales hoy en día siguen sin tener una cura definitiva; de la misma manera que pueden hacerlo con la recuperación de pacientes con lesiones debido a accidentes laborales o automovilísticos. Por los motivos expuestos, la propuesta que se ha llevado a cabo en este trabajo consiste en estudiar la posibilidad de regeneración axonal aplicando estimulación eléctrica externa para favorecer la respuesta de las células de soporte y la extensión axonal. Para ello, se ha desarrollado un dispositivo que tiene como propósito guiar el direccionamiento de los axones provenientes del ganglio de la raíz dorsal (DRG) cultivados sobre un soporte de células de Schwann (SCs). El dispositivo consta de una guía de fibras de Ácido poli-L-láctico (PLA) recubiertas de polipirrol (PPy), siendo este un biomaterial electroconductor y, finalmente, fibras de oro (Au) dispuestas entre las fibras de PLA que componen dicha guía, todo esto acoplado a un generador de corriente para la estimulación. El propósito de este estudio es analizar la direccionalidad de las neuritas aplicando una estimulación externa y poder analizar si dicha estimulación favorece el crecimiento axonal

[CA] Les patologies que es deriven al sistema nerviós porten associades la dificultat de regeneració del propi teixit, especialment quan es parla del Sistema Nerviós Central (SNC). És degut a aquesta problemàtica que les teràpies desenvolupades gràcies a l'enginyeria tissular poden millorar la qualitat de vida dels pacients, així com la seua autoestima, ja que els brinda una oportunitat per a poder recuperar-se d'una lesió que, a priori, era irreparable. En definitiva, els avanços que es realitzen en l'àmbit de l'enginyeria tissular, d'acord amb la regeneració del sistema nerviós, poden ajudar a infinitat de pacients que pateixen algun tipus de patologia crònica les quals hui dia segueixen sense tindre una cura definitiva; de la mateixa manera que poden fer-ho amb la recuperació de pacients amb lesions a causa d'accidents laborals o automobilístics. Pels motius exposats, la proposta que s'ha dut a terme en aquest treball consisteix a estudiar la possibilitat de regeneració axonal aplicant estimulació elèctrica externa per a afavorir la resposta de les cèl·lules de suport i l'extensió axonal. Per a això, s'ha desenvolupat un dispositiu que té com a propòsit guiar l'adreçament dels axons que provenen del gangli de l'arrel dorsal (DRG) cultivats sobre un suport de cèl·lules de Schwann (SCs). El dispositiu consta d'una guia de fibres d'Àcid polilàctic (PLA) recobertes de polipirrol (PPy), sent aquest un biomaterial electroconductor i, finalment, fibres d'or disposades entre les fibres de PLA que componen aquesta guia, tot això acoblat a un generador de corrent per a l'estimulació. El propòsit d'aquest estudi és analitzar la direccionalitat de les neurites aplicant una estimulació externa i poder analitzar si aquesta estimulació afavoreix el creixement axonal.

[EN] The pathologies that affect the nervous system are associated with the difficulty of regenerating the tissue itself, especially when it comes to the Central Nervous System (CNS). It is due to this problem that therapies developed thanks to tissue engineering can improve the quality of life of patients, as well as their self-esteem, as it gives them a chance to recover from an injury that, a priori, was irreparable. In short, the advances made in the field of tissue engineering, in line with the regeneration of the nervous system, can help countless patients suffering from some kind of chronic pathology which today still have no definitive cure; in the same way that they can do so with the recovery of patients with injuries due to work or car accidents. For these reasons, the proposal of this work is to study the possibility of axonal regeneration by applying external electrical stimulation to favour the response of the supporting cells and axonal extension. To this end, a device has been developed to guide the guidance of axons from the dorsal root ganglion (DRG) cultured on a support of Schwann cells (SCs). The device consists of a guide of polylactic acid (PLA) fibres coated with polypyrrole (PPy), this being an electroconductive biomaterial and, finally, gold fibres arranged between the PLA fibres that make up the guide, all this coupled to a current generator for stimulation. The purpose of this study is to analyse the directionality of neurites by applying external stimulation and to be able to analyse whether such stimulation favours axonal growth.