Biomaterial inks and bioinks for extrusion 3D printing and their applications in precision medicine

Resumen

El presente estudio está enfocado al desarrollo de tintas y biotintas aptas para la tecnología de impresión 3D y su aplicabilidad en el campo de la medicina personalizada. La ingeniería y desarrollo de materiales avanzados con características reológicas específicas para esta tecnología, que resulten respetuosos con el medio ambiente y presenten propiedades biocompatibles suponen una gran revolución en el sector de la salud.En primer lugar, en este trabajo se han analizado y caracterizado tres polímeros comerciales como son el alginato, una dispersión acuosa de poliuretano y nanoentidades de celulosa. Además, se han obtenido nanocristales de celulosa vía hidrólisis enzimática en base a un método desarrollado en estudios anteriores. Dichos materiales poliméricos en base acuosa constituyen la base de las tintas desarrolladas, bien mediante la mezcla de dichos polímeros entre sí o actuando como tintas monocomponente.Después de la preparación y caracterización reológica de todas las tintas, las muestras impresas en 3D se procesaron mediante diversas técnicas para el correcto mantenimiento de su estructura tridimensional obteniendo así piezas con estructuras porosas o compactas. Dichas piezas impresas fueron caracterizadas para su posterior evaluación como sistemas para liberación de fármacos o soporte para ingeniería de tejidos, entre otras aplicaciones biomédicas.Las tintas desarrolladas en base a alginato y nanocelulosa permitieron la adicción de diferentes fármacosa sus formulaciones, creando dispositivos personalizables mediante impresión 3D que permitan su liberación de forma controlada. Por otro lado, se desarrollaron biotintas capaces de albergar células en base a alginato y poliuretano, con el fin de imprimir un soporte celular con las características idóneas para la formación de neo-cartílago articular in situ.Además, en este estudio se desarrollaron implantes de mallas personalizables para la reparación de hernias inguinales a partir de alginato y poliuretano, capaces de liberar antibióticos in situ, mediante la tecnología de impresión 3D.