Desarrollo de un composito para reparación y regeneración de nervio periférico - Osorio Lodoño, Diana María (Universidad Autónoma Metropolitana, 2019)
El uso de biomateriales en medicina regenerativa ha cobrado relevancia en la actualidad, con el diseño y fabricación de sustratos de soporte en la reparación de lesiones y regeneración tisular. Se han implementado infinidad de andamios destinados a facilitar la regeneración del nervio periférico en lesiones de gran magnitud, agregando distintos componentes de origen biológico y sintético, a fin de constituir un sustrato que promueva la elongación de los conos axónicos, la migración y proliferación de células gliales, así como el flujo de nutrientes para restituir el microambiente del nervio, sin lograr hasta el momento una recuperación completa y funcional. En este trabajo se fabricaron andamios electrohilados basados en ácido poliláctico, en configuración aleatoria y orientada, ajustando las condiciones y parámetros de fabricación para proporcionarles una estructura volumétrica adecuada para la adhesión y crecimiento celular, así como la topografía que funcione como guía física de orientación y elongación neurítica. Los andamios se modificaron en su superficie con polipirrol y polipirrol dopado con yodo, sintetizados por plasma, a fin de mejorar sus propiedades fisicoquímicas e incrementar su biocompatibilidad. Las propiedades morfológicas, químicas y mecánicas de los andamiosse estudiaron mediante microscopía electrónica de barrido, espectroscopía infrarroja con reflectancia total atenuada, espectroscopía Raman, termogravimetría, difracción de rayos X y pruebas de tensión uniaxial (esfuerzo/deformación). Se evaluó el desempeño de los andamios en un cultivo tridimensional in vitro de células de línea celular neuronal, para estudiar la respuesta celular a los distintos andamios fabricados, por medio de microscopía electrónica de barrido y el ensayo de reducción de MTT por actividad enzimática, para estudiar su viabilidad celular. Mediante las pruebas de caracterización de biomateriales, se determinó la morfología de los andamios fibrilares, su estructura tridimensional, la composición química y cristalinidad de su superficie, así como su resistencia mecánica a la deformación, obteniendo una mejor respuesta por parte de las células a los andamios modificados respecto a los andamios sin modificar en su superficie. Por lo tanto, se concluyó que los andamios fibrilares orientados, modificados en su superficie con polipirrol y polipirrol dopado con yodo, sintetizados por plasma, tienen las propiedades fisicoquímicas y mecánicas adecuadas para la adhesión, sobrevivencia y elongación neurítica de células neuronales, así como el potencial para funcionar como soporte en el proceso de reparación y regeneración de tejido neuronal. ; The use of biomaterials in regenerative medicine has become relevant nowadays, with the design and fabrication of support substrates for injury repair and tissue regeneration. A plethora of scaffolds developed to facilitate peripheral nerve regeneration across large distances has been implemented, with the addition of multiple components from biological and synthetic source to form a substrate that promotes axonal cone growth, migration and proliferation of neuroglia, as well as nutrient flow, to restore nerve microenvironment, without achieving complete and functional recovery. In this work, electrospun polylactic acid scaffolds were fabricated in random and aligned orientation, adjusting fabrication conditions and parameters to provide the volumetric structure for adhesion and cellular growth, as well as the topography that functions as physical cue for neurite orientation and elongation. The scaffolds were modified along the surface with polypyrrole and polypyrrole doped with iodine, synthesized by plasma, to improve its physicochemical properties and enhance its biocompatibility. Morphological, chemical and mechanical properties were investigated by means of scanning electron microscopy, infrared spectroscopy with attenuated total reflectance, Raman spectroscopy, thermogravimetry, X ray diffraction and uniaxial tensile tests for stress-strain analysis. Scaffolds performance within three-dimensional in vitro culture was studied to evaluate neural cell response to the different scaffolds developed, by means of scanning electron microscopy and MTT enzymatic reduction assay, to determine cell viability. Through the techniques for characterization of biomaterials, the morphology, threedimensional structure, chemical composition and molecular configuration of fibrillar scaffolds was determined, improving the response from the cells in culture when seeding on modified scaffolds, compared to unmodified scaffolds. In conclusion, aligned fibrillar scaffolds, modified with plasma synthesized polypyrrole and plasma synthesized polypyrrole doped with iodine, have the adequate physicochemical and mechanical properties for neural cell adhesion, survival and neuritic growth, as well as the potential for supporting the process of neural tissue repair and regeneration.