Tesis doctoral de Javier Gomez Fernandez
La tesis se centra en la introducción y aplicación practica de un biopolímero con amplia biocompatibilidad en técnicas de fabricación propias de la tecnología electrónica. En el estudio de la estructuración del quitosano se han producido estructuras en el rango de la interacción celular y a escala nanométrica en superficies de quitosano libres (l.E. Sin soporte adicional) empleando técnicas de «soft lithography». La calidad de dichas estructuras ha sido estudiada en términos de temperatura y tiempo de curado. La aproximación nos ha permitido obtener topografías trabajando a temperatura ambiente de hasta 60nm de altura en láminas de 0.5mm de grosor. La alta transmitancia de las laminas permite su uso en técnicas de microscopía y por tanto su empleo en estudios de interacción de superficie. La procesabilidad de la solución de quitosano es descrita además mediante la caracterización de la curva de centrifugado para la producción de láminas. para la mejora de los resultados se ha desarrollado la técnica llamada fsl (forced soft lithography) para la estructuración a niveles micro y manométricos de polímeros en disolución. Su empleo está enfocado en aquellos casos donde la combinación de molde/polímero no es adecuada para los métodos tradicionales de fabricación. La técnica ha sido aplicada sin necesidad de modificar químicamente el molde empleado en la estructuración de quitosano, donde se ha observado un incremento en la calidad de la topografía del 26% al 98%. La técnica se basa en la eliminación del aire residual en las cavidades del molde mediante la conducción del polímero a un estado de moderada supersaturación negativa. De esta forma no es necesario el empleo de presión ni temperaturas elevadas, lo que permite el uso de polímeros delicados, como la mayoría de los polímeros biodegradables o biofuncionalizados. el estudio de las características reológicas del quitosano ha permitido, mediante el control de la protonación de los grupos amino, la variación controlada del grado de hidratación de las superficies estructuradas. Dicho grado de hidratación está directamente relacionado con las propiedades mecánicas de la lámina, lo que permite impartirle una segunda estructuración, dándole una forma macroscópica y con ello una función a todo el sistema. El efecto de este proceso sobre la topografía ha sido estudiado y caracterizado, demostrando que los limites hacen viable la técnica para la creación de estructuras tridimensionales con una topografía capaz de condicionar el crecimiento celular. las capacidades antibacteriales y biodegradabilidad del polímero permiten su empleo directo como soporte para los cultivos celulares en aplicaciones de ingeniería de tejidos. Con este fin se han estudiado las interacciones del polímero con las células de la línea mg63, donde se ha comprobado su condicionamiento por la topografía de la superficie. Además, un potencial soporte para la regeneración de tejido endotelial (l.E. Sistema circulatorio) consistente en un soporte tubular, ha sido probado con éxito. Las células provenientes de la vena principal de cordón umbilical humano (huvec) se han desarrollado alineadas según la imposición de la topografía del soporte a su vez que interconectadas formando una monocapa lisa. En microfabricación todos las estructuras de quitosano presentadas fueron replicadas en pdms produciendo volúmenes de superficie estructurada y gran resistencia mecánica y química, características ideales para su empleo en microfluídica. para el estudio de los resultados en ambientes dinámicos se ha desarrollado y empleado un dispositivo de microfluídica que permite la perfusión de medio celular a unas condiciones determinadas sobre una superficie de quitosano estructurada, en la cual un cultivo de células de cáncer de ovario (cho) había sido previamente introducido. Los resultados, basados en la comparación de la influencia del rozamiento y la topografía sobre la alineación celular, han demostrado una influencia de la segunda hasta 25 veces mayor en los extremos biológicos de la fuerza de rozamiento, lo cual refuerza la hipótesis de la importancia de la topografía en el desarrollo celular. Por otro lado, el estudio sobre el anclaje y morfología celulares para una línea capaz de crecer en suspensión, ha permitido observar los efectos de la modificación, por el metabolismo del cultivo, de la superficie de quitosano.
Datos académicos de la tesis doctoral «Fabrication and characterization of nanostructures on chitosan biocompatible surfaces«
- Título de la tesis: Fabrication and characterization of nanostructures on chitosan biocompatible surfaces
- Autor: Javier Gomez Fernandez
- Universidad: Barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 11/07/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Josep Samitier Marti
- Tribunal
- Presidente del tribunal: daniel Navajas navarro
- María Garcia parajo (vocal)
- holger Schoenherr (vocal)
- josep anton Planel stany (vocal)