Development of a biphasic scaffold for osteochondral repair based on a collagen hydrogel and bioceramic platform approach

Autor/a

Gubert Cellalbo, Sara

Abstract

La osteoartirits (OA) es una enfermedad de toda la unidad articular caracterizada por la degradación y pérdida de matriz extracelular (ECM) del cartílago articular, engrosamiento del hueso subcondral (SC), formación de osteofitos y grados variables de inflamación del sinovio. El cartílago articular adulto tiene una capacidad limitada de crecimiento y autoreparación debido a su naturaleza avascular y el número limitado de células. Los tratamientos actuales para restaurar la función de los tejidos tienen numerosas limitaciones en cuanto a propiedades mecánicas, composición, organización zonal, interfaz entre cartílago hialino y hueso subcondral y capacidad de condrogénesis. Por tanto, existe un gran interés en desarrollar nuevas estrategias terapéuticas basadas en la ingeniería de tejidos para el tratamiento de la OA. El presente trabajo tiene como objetivo diseñar un catafalco osteocondral biomimético con células madre mesenquimales autólegas (MSC), que reproduzca las complejas propiedades físico-químicas y mecánicas encontradas in vivo. El catafalco consta de un hidrogel de colágeno tipo I, ácido hialurónico y sulfato de condroitina para la capa similar al cartílago y una plataforma biocerámica para la capa ósea subcondral unida entre sí mediante una monocapa de pentafluorofenilo metacrilato (PFM) depositada sobre una plataforma biocerámica por deposición de vapor químico por plasma (PCVD). Esta monocapa PFM proporciona una unión para las fibras de colágeno que son los lugares de nucleación para el conjunto del hidrogel.
Se han evaluado diversas plataformas biocerámicas, como hidroxiapatita (HA) y un biocerámico comercial (Cerasorb®), y biomateriales naturales que son el polvo de hueso natural humano, mostrando resultados prometedores para los biomateriales naturales. Además, diferentes formulaciones de hidrogeles con mayor contenido de colágeno y glicosaminoglicanos (GAGs) han demostrado una viabilidad celular satisfactoria, un aumento del rendimiento mecánico además del potencial de condrogénesis de las células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo (AMSC). Por lo general, hemos obtenido un tejido de tipo cartílago articular de AMSCs con un gran potencial para ser utilizado en estrategias de reparación osteocondral en la OA. Estos descubrimientos proporcionan evidencias de que el cadalso bifásico propuesto se puede estudiar y desarrollar para convertirse en una aproximación adecuada para el tratamiento de la OA.

Director/a

Borrós i Gómez, Salvador
Teixidó Bartés, Robert

Estudios

IQS SE - Máster en Bioingeniería

Fecha

2021-09-29