Diseño de soportes materiales biodegradables basados en poli(glicerol sebacato), PGS, de aplicación en la regeneración asistida de tejido vascular dañado, mediante técnicas de polimerización en plantilla porogénica

Abstract

[ES] El poli(glicerol sebacato), PGS, es un polímero biodegradable elastomérico, cada vez más propuesto en forma de andamiajes porosos (comúnmente llamados scaffolds, por su nombre en inglés) en una variedad de aplicaciones biomédicas, como son la ingeniería tisular cardiaca (válvulas cardiacas y miocardio infartado), vascular, de cartílago o neural, o para la reparación de perforaciones en la membrana timpánica. Este poliéster se prepara por policondensación de glicerol y ácido sebácico en una primera etapa en la que se obtiene un prepolímero, y que sigue de otra de curado. El procedimiento de preparación permite adaptarlo para conseguir las propiedades mecánicas y las tasas de degradación específicas para cada aplicación particular. En este TFG se pretende desarrollar un procedimiento para la preparación de bandas porosas con poros de la forma, dimensiones e interconectividad tales que puedan ser de utilidad en el recambio de vasos sanguíneos dañados, por un lado por su elasticidad, y por otro porque puedan ser invadidos por células endoteliales o intersticiales de forma viable. Este procedimiento se basará en la polimerización por condensación de los reactivos monoméricos en presencia de plantillas porogénicas de cristales de cloruro sódico. Tras la evaluación morfológica de los soportes obtenidos, se llevará a cabo cultivos celulares preliminares, empleando fibroblastos de ratón de línea comercial, en los que se evaluará la viabilidad celular y distribución en los poros de los soportes.

[EN] The poly (glycerol sebacate), or PGS, is an elastomeric biodegradable polymer. It is presently being proposed in biomedical applications in form of porous scaffolds for cardiac (valves and myocardium), vascular, cartilage, neural and tympanic membrane tissue engineering, to name a few. This polyester is prepared through the polycondensation of glycerol and sebacic acid in two steps: the first, in which the product is a viscous prepolymer, and the curing. In the present work, a protocol for the curing of the PGS in the presence of a porogen template made out from sodium chloride crystalline particles has been implemented for the fabrication of such scaffolds. Since the full polymer synthesis takes place in two steps, several curing variables in the scaffold fabrication protocol, such as the prepolymer/porogen ratio, the salt particles average size, the mixing of the prepolymer in tetrahydrofuran (THF) before the injection in the porogen template and whether apply or not vaccum, were changed from the standard protocol. Thus, the effect of these variables in fabricated scaffold properties (morphology, mechanical, porosity and biological response) were assessed, in order to select those that lead to optimal scaffolds in terms of their performance as biodegradable vascular grafts. To fulfill all scheduled experiments, the prepolymerization protocol had to be additionally improved. The result was to obtain different PGS scaffolds, among which those with the prepolymer dissolved in THF at 70% w/v, with a prepolymer/porogen rate of 1/3, made out from 212 - 250 microns diameter salt particles and cured without vaccum at 130º C during 48 h, stood out for their desirable physicochemical properties, manipulability, easy processing and "in vitro" biological performance.