Doctorado en Ingeniería
Diseño racional y manufactura aditiva de injertos vasculares regenerativos: Entender la interacción entre las células y la superficie

María Alejandra Rodriguez Soto 

Programa Doctoral: Doctorado en Ingeniería 
Porcentaje del programa aprobado: 90.7% 
Créditos faltantes: 24 
Semestres faltantes: 1 y un periodo intersemestral. 
Resumen  

Los injertos vasculares (IV) son dispositivos médicos de alta demanda que reemplazan la función de un vaso sanguíneo. Las alternativas actuales emplean materiales no degradables que generan una respuesta a cuerpo extraño induciendo trombogénesis y comprometen el flujo sanguíneo. Como alternativa, los injertos vasculares regenerativos (IVRs) biodegradables se acercan a la respuesta biológica de los vasos nativos. El diseño racional de IVRs requiere el entendimiento detallado de los mecanismos de esta marcada y contraproducente respuesta celular a la superficie del biomaterial bajo las condiciones fisiológicas de flujo.  

Considerando que la regeneración tisular es inducida por la regulación de procesos inflamatorios afectados por la concentración de moléculas bioactivas y la arquitectura y propiedades mecánicas de la matriz extracelular, hemos diseñado y manufacturado un IVR biomimético de estructura multicapa pensado para modular la respuesta inmune usando un gradiente fisicoquímico con polímeros biodegradables y moléculas anticoagulantes y moduladoras celulares para prevenir el cierre del vaso. Este IVR recto, de 15 cm de longitud, 3.1 mm de diámetro y 1 mm de grosor, tiene propiedades mecánicas comparables con arterias nativas y presenta alta biocompatibilidad y hemocompatibilidad demostrando bajas tasas de trombogénesis.  

Para dar cuenta de los mecanismos de interacción celular con el IVR y cómo modula el proceso de regeneración de la pared arterial, es necesario ejecutar ensayos in-vitro para el análisis de expresión génica. Este estudio sería el primero en reportar la cascada de procesos secuenciales desde la inflamación hasta la migración y maduración de células de la pared vascular bajo condiciones fisiológicas.  

Objetivo Principal

Manufacturar un IVR biomimético a través de la ingeniería racional de sus propiedades macro y microestructurales y su respuesta trombogénica para inducir la regeneración tisular mientras se evitan reintervenciones quirúrgicas como resultado de la pérdida de su permeabilidad a largo plazo.  

Impacto

Las alternativas sintéticas de IVs son ineficientes en múltiples condiciones en los que el 50% pierde la permeabilidad a 5 años implicando reintervenciones costosas. A pesar de la investigación en IVRs, solo un desarrollo llegó al mercado como un andamio reabsorbible y de uso limitado sin considerar el control de la respuesta celular. Por ello, el desarrollo de nuestro IVR representa un abordaje para atender oportunamente los factores de riesgo que afectan el pronóstico a largo plazo de los pacientes que requieren IVs mejorando su calidad de vida y reduciendo la carga financiera sobre el sistema de salud.  

Cronograma

El siguiente plan de trabajo se organizan por etapas según los objetivos del trabajo.  

Presupuesto

$91.000.000