Browsing by Author "Larumbe Beramendi, Patxi"

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    PublicationEmbargo
    Bioimpresión 3D de parches de tejido cardiaco
    (2023) Repiso Elizondo, Nerea; Larumbe Beramendi, Patxi; Rodríguez Trías, Rafael; Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación; Industria, Informatika eta Telekomunikazio Ingeniaritzako Goi Mailako Eskola Teknikoa
    Introducción: El presente trabajo se enmarca en las tareas realizadas por la empresa COCUUS, en la que he desarrollado mis prácticas curriculares, dentro del proyecto de I+D IMPRIMED. En los últimos años, el uso de la impresión 3D se ha extendido en gran variedad de campos debido a los avances que ha habido relacionados con esta técnica. Recientemente, la impresión 3D está empleándose en medicina y entre sus muchas aplicaciones destacan los sistemas de bioimpresión, los cuales pueden ser usados en ingeniería de tejidos para fabricar scaffolds o soportes para la regeneración de tejidos. Mediante el proyecto IMPRIMED, se quieren producir biomateriales basados en polihidroxialcanoatos (PHA) a partir de procesos de fermentación bacteriana e ingeniería genética sobre subproductos procedentes de la industria agroalimentaria Navarra para regenerar tejido cardiaco fabricando soportes a través de la bioimpresión 3D. Objetivos: Los principales objetivos de este trabajo son: evaluar los diferentes sistemas de impresión 3D y aprender a utilizarlos correctamente, y analizar los biomateriales proporcionados para garantizar la correcta fabricación de soportes o scaffolds sobre los que se colocarán los cardiomiocitos. Métodos: Por un lado, con respecto a la impresión por estereolitografía (SLA), se empleó una impresora SLA por láser de alta resolución para usar resinas fotopolimerizables biocompatibles basadas en el polímero Poli(4-hidroxibutirato) (P4HB), desarrollados a partir de PHA. Por otro lado, para realizar los soportes mediante extrusión, se utilizó un prototipo de una impresora multicabezal y fue necesario realizar distintas pruebas para aprender a manejarla correctamente y comprender su funcionamiento para posteriormente poder emplear los termoplásticos basados en el copolímero P(3HB-co-4HB). Para ello, hubo que realizar los diseños de los modelos a imprimir usando Blender 3D y su laminación para conseguir los archivos GCODE mediante Ultimaker Cura y Simplify 3D. Además, para facilitar la modificación de los archivos GCODE, se empleó Visual Studio Code para hacer scripts de Python. Resultados: Tras un ensayo preliminar para imprimir el scaffold en 2D para probar la geometría de poros de rombo y su capacidad para regenerar tejido, se realizaron diversas pruebas para poner en marcha el prototipo de bioimpresora multicabezal y probar la impresión de patrones similares usando hidrogeles de alginato y niebla de cloruro para solidificarlo e imprimir el patrón del scaffold por FDM usando filamento polimérico. En cuanto a la impresión por SLA, se llevaron a cabo unas pruebas de impresión de patrones de scaffold y de árboles vasculares con resina comercial y posteriormente se realizaron pruebas de curado de la resina biocompatible. Conclusiones: Tras finalizar las pruebas, se ha comprobado que los biomateriales desarrollados son biocompatibles y aptos para la fabricación de soportes. Además, usando scaffolds con poros rómbicos, se obtuvo tejido cardiaco con cierto grado de contracción. El prototipo de bioimpresora multicabezal ya funciona correctamente y, aunque todavía se puede mejorar, permite la impresión de los soportes con los materiales de prueba. En cuanto a la impresora SLA, hay que aumentar su potencia para asegurar el curado de las resinas biocompatibles, pero permite imprimir estructuras con el detalle suficiente como para imitar vasos sanguíneos.