Desarrollo de una biotinta basada en hidrogeles granulares para la regeneración de tejidos

Abstract

En los últimos años, la bioimpresión 3D se ha consolidado como una de las herramientas más prometedoras dentro de la ingeniería de tejidos, al permitir la fabricación de constructos biológicos complejos a partir de biotintas. Sin embargo, uno de los principales retos que persisten es el desarrollo de biotintas que reúnan unas propiedades mecánicas, reológicas y biológicas adecuadas para imitar de manera eficaz el comportamiento de los tejidos nativos. En este contexto, los hidrogeles granulares han surgido como una alternativa capaz de solventar algunas de las limitaciones de los hidrogeles en bloque, gracias a su porosidad micrométrica, su capacidad de autorreparación y su comportamiento shear-thinning, lo que los convierte en candidatos idóneos para bioimpresión por extrusión. Dentro del desarrollo de biomateriales avanzados, los recombinámeros tipo elastina (ELRs) han demostrado ser altamente versátiles y biocompatibles, permitiendo un control preciso de sus propiedades mediante modificaciones químicas específicas. En este Trabajo de Fin de Grado se planteó la optimización de una biotinta basada en microgeles compactados de ELRs, evaluando tanto sus características fisicoquímicas como su comportamiento en bioimpresión 3D. El trabajo comenzó con la funcionalización química de dos ELRs: HRGD6, modificado con grupos azida, y VKV24, modificado con grupos ciclooctino. Para confirmar el éxito de las reacciones se aplicaron técnicas de caracterización como resonancia magnética nuclear y espectrometría de masas MALDI-TOF, que permitieron calcular el grado de modificación alcanzado en los residuos de cada polímero. Posteriormente, ambos polímeros modificados se emplearon en la formación de microgeles mediante la técnica emulsion batch, seguidos de un proceso de purificación y análisis morfológico mediante microscopía óptica. Una vez obtenidos los microgeles, se llevó a cabo un estudio de printabilidad basado en distintas fases: el análisis del jamming para identificar las condiciones óptimas de compactación, pruebas de inyectabilidad manual para comprobar la cohesión y fluidez del material, la optimización preliminar de parámetros de impresión utilizando material modelo, y la definición de una ventana de printabilidad de los microgeles compactados en la impresora 3D Regemat. Estos ensayos permitieron establecer las condiciones más adecuadas de extrusión y deposición para este tipo de biotinta. En conjunto, los resultados obtenidos demuestran que los hidrogeles granulares basados en ELRs funcionalizados poseen propiedades estructurales adecuadas para ser utilizados como biotintas en bioimpresión 3D. Su combinación de modularidad, biocompatibilidad y capacidad de ser procesados en forma de microgeles compactados refuerza su potencial como plataforma versátil para aplicaciones en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa.