Evaluación de la respuesta celular a biotintas granulares basadas en polímeros proteicos para la impresión de modelos in vitro

Abstract

La bioimpresión 3D ha emergido como una tecnología clave para la creación de modelos tridimensionales in vitro, ofreciendo un control espacial preciso de células con biomateriales. Uno de los principales desafíos actuales en bioimpresión 3D, es el diseño de biotintas que combinen buenas propiedades mecánicas, biocompatibilidad y buena capacidad de impresión. Los polímeros tipo elastina, o Elastin-Like Recombinamers (ELRs), han demostrado tener numerosas ventajas en el desarrollo de biomateriales avanzados, como alta biocompatibilidad, o control sobre las propiedades viscoelásticas del material. En este Trabajo de Fin de Grado, se ha desarrollado y caracterizado una biotinta granular basada en microgeles de ELRs, y evaluado su comportamiento físico y biológico. Para ello en primer lugar, se funcionalizaron dos ELRs para incorporar grupos funcionales que permitieran una posterior reacción de entrecruzamiento de ambos mediante química click para formar una red de hidrogel. Estos ELRs funcionalizados se utilizaron para formar microgeles mediante la técnica emulsion batch gracias al entrecruzacmiento de las cadenas de ELR por química click, obteniendo microgeles con un tamaño de 111,48 μm ± 77,04 μm. Se realizó un estudio sometiendo a los microgeles a distintas condiciones de empaquetamiento o jamming , observándose que el aumento de la fuerza de compactación reduce significativamente la porosidad, a la vez que mejora la cohesión y extrusión del material, manteniendo su capacidad de manipulación post-deposición. Se optimizó la preparación de la formulación de biotinta óptima mediante estudios de diferentes métodos de mezclado células/microgeles y distintos grados de jamming. La caracterización biológica se evaluó mediante microscopía confocal y ensayos de viabilidad celular utilizando hMSCs. Además, se realizó un estudio de proliferación durante 5 días de incubación, demostrando un claro aumento de la densidad celular, morfología elongada de las células y organización en redes tridimensionales rodeando los microgeles, especialmente en condiciones con un jamming mayor. Estos resultados apoyan el uso de los ELRs como base para el desarrollo de biotintas granulares, ofreciendo una plataforma versátil y funcional para la futura generación de modelos in vitro avanzados en el ámbito de la biofabricación.