Tesis doctoral de Riccardo Levato
El diseño de biomateriales inteligentes, juega un papel fundamental en el desarrollo de nuevas estrategias para la medicina regenerativa. Materiales inyectables biodegradables, tales como las suspensiones de partículas poliméricas, constituyen dispositivos versátiles, que se pueden suministrar por medio de inyecciones mínimamente invasivas. Las propiedades físico-químicas de las partículas se pueden modificar para obtener andamios inteligentes para la ingeniería de tejidos, y transportadores para liberación de fármacos y células. El objetivo de esta tesis es el desarrollo de una nueva clase de partículas transportadoras inyectables y biodegradables, basadas en ácido poliláctico (pla), que sean capaces de desencadenar respuestas específicas por parte del entorno biológico. Primero, se ha creado una nueva ruta para fabricar microstransportadores (mcs) de pla. Este método de producción utiliza reactivos verdes y no-tóxicos, y es adaptable para la fabricación a gran escala. Esta técnica permite controlar el tamaño de las mcs dentro de los rangos adecuados para aplicaciones de liberación de fármacos y células. El uso de materiales y reactivos aceptados por las agencias reguladoras puede favorecer el traslado de las partículas hasta la práctica clínica. Los principios de este método pueden adaptarse a otras técnicas de fabricación para generar nanotransportadores (nanopartículas, nps) de fármacos. Biomateriales submicrométricos cargados con compuestos bioactivos han levantado interés en el tratamiento de enfermedades como las infecciones provocadas por biofilms. Se han producido nps funcionalizadas con dnasa i, que encapsulan el antibiótico ciprofloxacino. Dichas nps pueden degradar la matriz que compone el biofilm, incrementando la actividad antibacteriana del ciprofloxacino y promoviendo la eliminación de la infección. Por otra banda, partículas más grandes, como las mcs, poseen una superficie adecuada para cultivar células. Las mcs pueden transportar ¿drogas vivas¿, es decir células con potencial terapéutico, garantizando su sobrevivencia a la hora de implantarlas in vivo, un factor fundamental para mejorar la eficiencia de la terapias celulares actuales. Se han producido mcs de pla funcionalizadas con diferentes estrategias y aptas para suportar en su superficie células madres mesenquimales (mscs). La funcionalización y las propiedades físico-químicas de las mcs juegan un papel fundamental en la adhesión y proliferación célular, así como en la capacidad de las mscs de migrar en respuesta a estímulos quimiotácticos, tal como el sdf-1a. Los resultados subrayan la importancia del diseño de las mcs para controlar la liberación de las células, y aportan información para desarrollar una nueva y más eficiente generación de transportadores de células. Otra aplicación prometedora de las mcs inyectables es su uso como bloques de construcción para fabricar tejidos in vitro. La combinación de la tecnología de mcs con la bioimpresión 3d constituye una estrategia atractiva para obtener injertos de tejidos con arquitectura controlada. Se han obtenido biotintas mezclando hidrogeles de gelatina con las mcs de pla cargadas con células. Las mcs actúan de refuerzo mecánico para el hidrogel y como vehículo para la expansión celular para encapsular elevadas cantidades de células. Las mscs sembradas en las mcs forman agregados células-partículas, y estos complejos, ricos en contactos célula-célula, son capaces de suportar la diferenciación osteogénica de las mscs. Este resultado sugiere potenciales aplicaciones de la biotintaspara la ingeniería del tejido óseo. Esta biotinta ha sido también utilizada como componente para generar un modelo de injerto osteochondral, por medio de una técnica de impresión 3d. El conjunto de dispositivos inyectables desarrollados en esta tesis constituyen una plataforma muy versátil y prometedora para aplicaciones biomédicas, en particular en estrategias de ingeniería de tejidos, y liberación de células y fármacos.
Datos académicos de la tesis doctoral «Injectable biodegradable carriers for the delivery of therapeutic agents and tissue engineering«
- Título de la tesis: Injectable biodegradable carriers for the delivery of therapeutic agents and tissue engineering
- Autor: Riccardo Levato
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 09/01/2015
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Miguel ángel Mateos Mateos
- Tribunal
- Presidente del tribunal: María cristina Tanzi
- ferry Melchels (vocal)
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