Ingeniería de tejidos: aplicaciones en el diseño de implantes cardiovasculares

Resumen

El desarrollo de implantes biodegradables para Cirugía Cardiovascular mediante Ingeniería de tejidos es una de las áreas actualmente más prometedoras dentro de la investigación Biomédica para reparar patologías cardiovasculares congénitas o adquiridas en pacientes neonatos y adultos. Estos implantes deberán estar formados por un material biodegradable adecuado recubierto de células cultivadas que permitan una sustitución progresiva y completa del tejido dañado. El diseño y la obtención de implantes biodegradables funcionales requiere una aproximación multidisciplinar y una investigación coordinada en las áreas de Cirugía Cardiovascular, Biomateriales, Bioquímica, Biología Celular y Bioingeniería. Los grupos de investigación Biomédica de las Universidades Complutense (UCM), Rey Juan Carlos (URJC), Politécnica (UPM) y el Instituto Pediátrico del Corazón (IPC) – Cirugía Cardiaca Infantil del Hospital Universitario «12 de Octubre» de Madrid, desarrollan un proyecto coordinado y multidisciplinar para la obtención de implantes biodegradables autólogos y no trombogénicos, mediante técnicas de Ingeniería de tejidos, que puedan cumplir todas las características requeridas desde el punto de vista de adecuación del soporte, funcionalidad bioquímica y resistencia mecánica a las técnicas quirúrgicas habituales y que presenten una capacidad de crecimiento acorde con el desarrollo del paciente, evitando las reoperaciones que se requieren en la actualidad al utilizar prótesis artificiales. El biopolímero poli(ε-caprolactona) (PCL), modificado para mejorar la adhesión y proliferación celular, se ha seleccionado como soporte para el cultivo de distintas poblaciones celulares (endotelio, músculo liso vascular, HUVEC y células mesenquimales) realizándose estudios de biocompatibilidad, biofuncionalidad in vitro y pruebas de resistencia mecánica para comprobar la viabilidad de los bioimplantes.

Palabras clave: biocompatibilidad, biomaterial, cultivos celulares, bioingeniería, cardiocirugía.

Abstract

The development of biodegradable grafts for Cardiovascular Surgery by Tissue Engineering techniques is at present a promising research field in Biomedical research for repairing both congenital and acquired cardiovascular diseases in neonatal and adult patients. These grafts should be constituted by a suitable biodegradable material covered with cultured cells that allows a progressive and complete substitution of the damaged tissue. The design and preparation of functional biodegradable grafts requires a multidisciplinary approach and a coordinated research in Cardiovascular Surgery, Biomaterials, Biochemistry, Cell Biology and Bioengineering fields. The biomedical research groups of the Universidad Complutense (UCM), Rey Juan Carlos (URJC), Politécnica (UPM) and the Instituto Pediátrico del Corazón (IPC) – Cirugía Cardiaca Infantil of the Hospital Universitario «12 de Octubre» de Madrid, develop a multidisciplinar coordinated project for obtaining autologue, non trombogenic and biodegradable grafts, by Tissue Engineering techniques, that fulfill specific characteristics, from the point of view of scaffold’s adequacy, biochemical function and mechanical resistance to the usual surgical techniques with growth capacity in agreement with the patient develop ment avoiding the successive operations that are necessary nowadays when artificial prosthesis are used. The biopolymer poli(ε-caprolactona) (PCL), modified to improve the cell adhesion and proliferation, has been selected as scaffold for culturing different cells (endothelial, vascular smooth muscle, HUVEC and mesenchymal cells) carrying out in vitro biocompatibility, biofunctionality studies and mechanical assays to evaluate the grafts’ viability.

Keywords: biocompatibility, biomaterial, cell culture, bioengineering, cardiosurgery.