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Tesis para optar al título de Magister en Ciencia y Tecnología de Materiales. Director/es: Hermida, Élida Beatriz; Arregui, Carlos Oscar

El objetivo de este trabajo es desarrollar y optimizar el diseño de un andamiaje [scaffold] reabsorbible orientado a la regeneración de la piel. Para que este andamio asista a la adhesión y proliferación celular debe poseer poros interconectados con tamaño adecuado para tal fin, ser hidrófilo, tener una alta degradabilidad y baja citotoxicidad. Dentro del marco de esta tesis, se seleccionó el copolímero poli [hidroxibutirato-co-hidroxivalerato] de la familia de los polihidroxialcanoatos [PHA] a ser empleado en la fabricación de andamios reabsorbibles. Este material presenta cualidades favorables en cuanto a toxicidad, degradación y propiedades mecánicas. Se fabricaron andamios mediante el método de evaporación de emulsiones y se controló la porosidad, rugosidad e hidrofilidad hasta obtener la morfología y propiedades físico-químicas más adecuadas para la proliferación de células epiteliales. Debido a que la cinética de biodegradación del andamio debe ser comparable a la cinética de regeneración tisular, se evaluó la degradación mediante un modelo 'in vitro'. Finalmente se estudió 'in vitro' la citotoxicidad, estableciéndose la influencia del agente surfactante en la viabilidad celular. La literatura refiere un tamaño de poros mayor a 20 mu m y menor 125 mu m para el crecimiento y proliferación de fibroblastos. Esta característica se logra con una emulsión con un agregado de agua del 3 por ciento v/v. Se demostró que un bajo contenido de agente surfactante o un alto tiempo de elución favorece la adhesión celular. Mediante pruebas de adhesión de fibroblastos 'in vitro', y teniendo en cuenta que el contenido de surfactante no afecta el tamaño de poros, se estableció que 20 por ciento de surfactante en peso de polímero manifiesta citotoxicidad negativa, es decir, es adecuado para futuras pruebas in vivo. El modelo de biodegradación 'in vitro' empleando una lipasa de origen bacteriano, en condiciones de concentración, temperatura y pH fisiológicos, permitió establecer que, independientemente del contenido de agente surfactante los andamios presentaron un buen grado de biodegradabilidad, esperable en un producto de regeneración tisular. En síntesis, los andamios elaborados con el copolímero poli [hidroxibutirato-co-hidroxivalerato] resultaron adecuados para la proliferación de fibroblastos, con una buena tasa de biodegradabilidad 'in vitro' y citotoxicidad negativa.

The aim of this work is to develop and optimize the design of a resorbable scaffold for skin regeneration. The scaffold must present certain requirements, in order to promote dermis and epidermis regeneration, it must have an interconnected porous structure with a suitable size, it must be hydrophilic and must have high degradability and low cytotoxicity. Within the framework of this thesis, the copolymer poly [hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate] copolymer, family of polyhydroxyalkanoates [PHA], was chosen to be employed in the manufacture of resorbable scaffolds. This material shows favorable properties for toxicity, degradation and mechanical properties. Scaffolds were produced by emulsion evaporation method and the porosity, surface roughness and hydrophilicity were controlled in order to obtain the most suitable morphology and physicochemical properties to host epithelial cells. Scaffold´s biodegradation kinetics must be comparable to tissue regeneration kinetics, so that, degradation was evaluated using an 'in vitro' model. Finally, scaffolds 'in vitro' cytotoxicity was studied establishing basic biological interactions with cultured cells. Literature reports a pore size between 20 microns and 125 microns for fibroblasts' growth and proliferation. This feature is accomplished with an emulsion 3 per cent v / v water. It was showed that a low content of surfactant or a high elution time promotes cell adhesion. Through 'in vitro' fibroblasts adhesion test, and given the fact that the surfactant content does not affect the pore size, it was established that 20 per cent surfactant in weight of polymer shows negative cytotoxicity, characteristic that makes it suitable for future in vivo testing. The 'in vitro' biodegradation model, using a bacterial lipase under physiological concentration, temperature and pH conditions, allowed to establish that, regardless surfactant content, scaffolds showed good biodegradability, expected in a tissue regeneration product. The scaffold prepared with the copolymer poly [hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate] was suitable for fibroblasts adhesion, with a good biodegradability kinetics and negative 'in vitro' cytotoxicity.

Lugar de trabajo: Centro Atomico Constituyentes