Evaluación de un andamio copolimérico sintetizado vía catálisis de amina para el cultivo de condrocitos auriculares con potencial para la ingeniería de tejidos del pabellón auricular

Resumen

Introducción: 
La ingeniería de tejidos integra andamios, células y factores de crecimiento para regenerar
estructuras biológicas con alta biocompatibilidad. La microtia, malformación común del oído
externo, impulsa el avance de estrategias de neoformación tisular basadas en materiales
poliméricos.

Objetivo:
Sintetizar y caracterizar físico-químicamente un andamio compuesto de un copolímero de
PETA (Pentaerythritol triacrylate-co-trimethylolpropane), DMA (Dimethylamine), TMPTMP
(trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate) y un hidrogel con condrocitos analizando su
biocompatibilidad a partir de la caracterización mecánica y celular del cartílago auricular de
porcino neonato como modelo experimental para microtia con potencial para la
reconstrucción del oído externo.

Metodología:
Se sintetizó el copolímero de PETA, DMA y TMPTMP a 2.8%, 16.1% y 35.1% de DMA con
una proporción 1:1 a partir del TMPTMP. Se caracterizaron mediante FT-IR, ensayos
mecánicos, pruebas de hinchamiento y erosión y microscopía electrónica de barrido. Se
evaluó la biocompatibilidad del copolímero por medio de ensayos de hemólisis y MTT. Se
extrajo el cartílago elástico del pabellón auricular de dos cerdos neonatos de 5 semanas,se
analizó histológicamente con H&E y se aislaron los condrocitos. Se analizó la tasa de La
proliferación celular, y se realizaron pruebas mecánicas del cartílago mediante
microindentación con el equipo FT-MTA 03 Mechanical Testing and Assembly System de
Femto Tools. Para el sembrado en el material compuesto por el copolímero y el hidrogel se
cultivó una multicapa celular. Finalmente, los análisis estadísticos para identificar diferencias
significativas se realizaron con pruebas de normalidad y después con ANOVA de dos vías
con el software GraphPad Prism.

Resultados:
El copolímero de PETA/DMA/TMPTMP se logró sintetizar a 2.8% y 16.1% y se encontraron
correctamente definidos los grupos funcionales en el FT-IR antes de la polimerización y
después. Dentro de la caracterización mecánica del polímero de 16.1%, la prueba de
tensión mostró que la media del módulo de Young es 67.0225 KPa y el porcentaje de
deformación al esfuerzo máximo fue de 12.92% a 891.66 KPa, mientras que el ensayo de
compresión tuvo un porcentaje de deformación al esfuerzo máximo de 67.62% a 31.16 KPa.
Después de 30 días no se encontró cambios en el peso de los andamios de 16.1% de DMA.
Se demostró que el material es biocompatible. Mediante cortes histológicos del tejido
extraído se identificaron las estructuras características del cartílago elástico auricular. Su
tiempo de duplicación fue de 72 horas a 7 días en una densidad de 10,000 células/ cm2. El
tejido nativo presentó un mínimo de módulo de young de 0.0479 MPa, máximo 0.0976 MPa
y una media de 0.0686 MPa.

Conclusiones:
El copolímero 16.1% DMA sintetizado por catálisis amínica presentó resistencia a tracción y
compresión superiores al cartílago auricular nativo y replicó fielmente la geometría del
pabellón. Se demostró que el cartílago auricular del porcino neonato fue correctamente
caracterizado presentando gran similitud con los datos reportados en la literatura respecto al
módulo de Young bajo pruebas de indentación.