Materiales para medicina regenerativa e ingeniería de tejidos

En el CBIT se trabaja en el desarrollo de nuevos materiales para implantes o soportes sintéticos ("scaffolds") con características a medida que proveen un ambiente apropiado en el que células y tejido vivo pueden desarrollar su función, a partir del uso combinado de células, factores y materiales polímeros biocompatibles estables o reabsorbibles, como la policaprolactona (PCL), el ácido poliláctico (PLLA), el ácido poliglicólico (PGA), ácido hialurónico (HA) y el quitosano (CHT), polímeros acrílicos como PEA, PHEA, PMA y otros. Los investigadores del CBIT trabajan en el desarrollo de soportes de este tipo para diversas aplicaciones en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos. En la actualidad desarrollamos productos en aplicaciones para cartílago articular, complejo osteocondral, fusión ósea, disco intervertebral, odontología, sistema nervioso central, oftalmología, tejido cardiaco y ligamentos. Según la aplicación a la que van dirigidos los soportes se desarrollan con los polímeros, la estructura porosa, y en general las características más adecuadas. En el CBIT empleamos técnicas específicas de micro fabricación como template y particle leaching, freeze extraction, freeze gelation, separación térmica de fases, electrospinning y otras, para conseguir la síntesis de materiales con una topología de poros óptima para la colonización celular, la proliferación y conductividad del tejido regenerado. Estos soportes porosos pueden ser de materiales biodegradables, que se degradan con la actividad fisiológica y acaban siendo absorbidos y desapareciendo una vez implantados, o bioestables en aplicaciones que requieren una permanencia de la estructura de soporte. La función general del soporte es actuar como matriz extracelular (ECM) artificial, favoreciendo la transducción de señales fisiológicas, haciendo de guía estructural para el crecimiento celular, y permitiendo la difusión de metabolitos.

Aplicaciones

  • Implantes y producto sanitario que empleen técnicas de medicina regenerativa e ingeniería de tejidos, por ejemplo en aplicaciones para regeneración de cartílago articular, complejo osteocondral, fusión ósea, disco intervertebral, sistema nervioso central, córnea, tejido cardiaco, ligamentos, piel y otros.

Ventajas técnicas

  • Según la aplicación a la que van dirigidos los implantes se desarrollan con los polímeros, la estructura porosa, y en general las características más adecuadas. En el CBIT empleamos técnicas específicas de micro fabricación como template y particle leaching, freeze extraction, freeze gelation, separación térmica de fases, electrospinning y otras, para conseguir la síntesis de materiales con una topología de poros óptima para la colonización celular, la proliferación y conductividad del tejido regenerado.

Beneficios que aporta

  • Nuevos implantes y productos sanitarios que resuelven problemas médicos hasta ahora no resueltos.

Experiencia relevante

  • Todos los biomateriales e implantes interaccionan con las células y el tejido vivo a través de su superficie, de forma que es muy importante para el éxito de cada aplicación un conocimiento y control de las propiedades superficiales que intervienen en la actividad celular deseada. Un desarrollo adecuado de un implante debe favorecer su colonización, la expansión celular y por ejemplo en el caso de materiales biorreabsorbibles su sustitución por una matriz de tejido conectivo con las propiedades adecuadas, y todo ello modulado con las características superficiales del material. En el CBIT trabajamos en la comprensión de la interacción de los biomateriales con el tejido vivo y de los mecanismos de control y modificación de las características superficiales de estos materiales, para lo cual se emplean múltiples estrategias, como la deposición de recubrimientos activos (por ejemplo tipo silicatos obtenidos vía sol-gel), el control de la topología superficial, el injerto de factores específicos, el recubrimiento con proteínas u otros polímeros de propiedades especiales, la variación de propiedades físicas del material (cristalinidad, hidrofilidad, etc.) sobre su superficie, o la capacidad de hacer crecer sobre su superficie una capa de hidroxiapatita desde fluido biológico.