Desarrollo de una tinta de biomaterial a base de alginato, ácido hialurónico y plasma pobre en plaquetas como posible tratamiento para las úlceras crónicas de pie diabético

Abstract

La diabetes se ha convertido en un problema de salud pública a nivel mundial y junto a esta se han incrementado el desarrollo de derivaciones patológicas como es el caso de las úlceras crónicas de pie diabético. Las úlceras crónicas se caracterizan por su difícil cicatrización, llegando a necesitar meses e incluso años para cicatrizar. Debido a esto se buscan alternativas terapéuticas que permitan a la herida una correcta cicatrización y que además cumpla con la morfología específica de cada úlcera. Con este preámbulo nace el desarrollo de la tecnología de bioimpresión 3D y con ella las tintas de biomaterial, mediante las cuales se pueden imprimir apósitos personalizados y funcionalizados para cada úlcera, brindando una alternativa terapéutica para las úlceras crónicas de pie diabético. Con base a lo anterior, el proyecto se centró en el desarrollo de una tinta de biomaterial que presentará una correcta fidelidad de impresión utilizando biopolímeros como el Alginato (Alg), ácido hialurónico (AH) y Plasma pobre en plaquetas (PPP), biomateriales utilizados en el ámbito de la ingeniería de tejidos y la impresión 3D por sus propiedades regenerativas y mecánicas. Para lograr el objetivo de este proyecto, se realizaron pruebas que permitieron determinar los parámetros de impresión que permiten una correcta fidelidad de impresión, así como pruebas mecánicas y de degradación de la tinta de biomaterial evaluada. Los parámetros seleccionados para la impresión de la tinta de biomaterial son 0.25 mm en Load Before Printing, 4°C temperatura del dispensador, 30% en Fill Density y 0.7 mm en Retraction Distance, todos estos parámetros de la Bioimpresora Dr. Invivo 3D2. Estos parámetros junto a las concentraciones de 6.5% p/v de Alginato (Alg) para la tinta control (TC), de 6.5% p/v de Alg junto a 5% p/v de ácido hialurónico (AH) para la tinta seleccionada (TS) y el tiempo de reticulación en 1 h evidenciaron una correcta fidelidad de impresión. Seguido de esto, se caracterizaron mecánicamente las TC y TS. Se obtuvo un módulo de Young a compresión entre 175.59 kPa – 268.78 kPa para la TC sin hinchamiento en PBS, cuando se realizó el proceso de hinchamiento en PBS se obtuvieron valores entre 19.128 kPa – 33.834 kPa. Para la TS se obtuvo un módulo de compresión entre 1.3667 kPa – 2.7136 kPa sin hinchamiento. Respecto al módulo de tensión se obtuvo para la TC valores entre 577,35 kPa – 679,3 kPa sin hinchamiento y con hinchamiento entre 174,44 kPa – 229,28 kPa. Las pruebas de compresión después del hinchamiento y tensión de la TS no fueron realizadas debido a que no fue posible posicionar las impresiones en el banco de carga debido a su baja resistencia mecánica. Se realizaron las pruebas de colapso, las cuales arrojaron que la TC colapsaba al llegar a la capa 82 a comparación de las impresas con las TS que colapsaron en la capa 30. Para terminar, se realizó la cuantificación de proteínas presentes en la TS la cual aumentó con el paso de los días, en donde las primeras 48 h se logró una liberación inferior a los 10 mg/ml, pasadas 110 llegó a liberar entre 23,550 mg/ml y 30.747 mg/ml durante las primeras 158 h. En conclusión, la combinación de biomateriales planteados en la TS permitió realizar impresiones con una correcta fidelidad de impresión, sin embargo, el AH, aunque mejoró la fidelidad de impresión respecto a la TC, empeoró las propiedades mecánicas de la TS. La tinta de biomaterial desarrollada podría funcionar como tratamiento para úlceras crónicas de pie diabético debido a que permite imprimir estructuras de hasta 9 mm de altura con una correcta fidelidad de impresión, sin embargo, sería necesario evaluar la capacidad de la TS para la proliferación y migración celular.