Biomateriales e injerto de grasa estructural


Principios generales Las células vivas responden a señales físicas y bioquímicas (por ejemplo, hormonas , moléculas de señalización célula-célula y el entorno físico) a través de la matriz extracelular (ECM), que permite la adaptación a cambios en el entorno fisiológico

La regulación de la función celular (crecimiento, migración, proliferación y diferenciación) depende del contacto o adherencia entre las células y el sustrato (ECM). La ECM tiene tres componentes clave: colágeno (el marco estructural), proteoglicanos y proteínas de la matriz adhesiva (por ejemplo, fibronectina, vitronectina)

El contacto inicial de las células con un sustrato sólido está mediado por proteínas adhesivas adsorbidas. Los receptores de la superficie celular forman enlaces con estos, lo que lleva a una reorganización del citoesqueleto y una diseminación progresiva de la célula en el sustrato. Estos receptores transducen señales bioquímicas al núcleo activando las mismas vías de señalización intracelular que utilizan los receptores del factor de crecimiento 1. Junto a las señales bioquímicas, las fuerzas mecánicas desempeñan un papel importante en la adhesión celular, el crecimiento y posiblemente la diferenciación. Estas respuestas están mediadas por receptores celulares internos que responden a las fuerzas mecánicas. La unión celular a ECM a través de contactos específicos célula-sustrato es fundamental para el control del crecimiento celular a través de fuerzas mecánicas, lo que produce alteraciones en la forma celular y la tensión citoesquelética.1 Un biomaterial es un material no farmacéutico, no viable en contacto íntimo con tejido vivo utilizado para tratar, aumentar o reemplazar cualquier tejido, órgano o función del cuerpo. Las propiedades ideales para un biomaterial incluyen: biocompatibilidad, no carcinogenicidad, inercia, falta de alergenicidad, rentabilidad y facilidad de manipulación. Los biomateriales o los andamios de ingeniería tisular contienen información química y estructural que puede controlar la formación de tejido  , de forma similar a la comunicación célula-célula y interacción célula-ECM (Figura 3.1). Un andamio 3D apropiado debe facilitar la organización y el comportamiento celular normal, definir y mantener el volumen de tejido deseado y, al mismo tiempo, promover la integración del huésped y la vascularización del implante.2 En última instancia, el andamio debe sufrir una degradación no tóxica. reemplazado por el tejido sano del huésped. Por lo tanto, un andamio biodegradable se usa idealmente en ingeniería de tejidos

La comprensión de la interfaz célula-biomaterial es importante en la elección del andamio debido a un impacto directo en la adhesión celular – un paso importante en la supervivencia del anclaje-dependiente Células. Tanto la proliferación celular como la diferenciación pueden controlarse mediante la funcionalización de la superficie del biomaterial

Múltiples estudios han demostrado que las interacciones entre las células y los biomateriales ocurren a escala nanométrica.3-5 Con el advenimiento de la nanotecnología, las nanopartículas se fusionan con las sintéticas andamios para desarrollar biomateriales nanoestructurados y mejorar la interacción de proteínas que controlan la adhesión celular y, por lo tanto, la formación de tejido. Los nanocompuestos se pueden definir como materiales sólidos multifásicos en los que una de las fases tiene una dimensión inferior a 100 nm. Los andamios nanofibros compuestos disminuyen la inmunogenicidad, mejoran la capacidad de interacción celular y albergan concentraciones elevadas de fibronectina y vitronectina, las proteínas de adsorción que reducen la apoptosis de las células trasplantadas.7 Los biomateriales se pueden clasificar como bioinert, bioreabsorbible o bioactivo. Un material bioinerte no causa ninguna respuesta tóxica del cuerpo en la implantación y generalmente está asociado con la encapsulación fibrosa, mientras que un material biorreabsorbible sufre degradación en el cuerpo por hidrólisis, enzimas u osteoclastos. Los materiales bioactivos producen una respuesta biológica del cuerpo que da como resultado un enlace entre el material y el tejido del huésped. El tipo y el lugar del implante de biomaterial rige la respuesta del tejido: tejidos duros (hueso, esmalte y dentina), tejidos blandos (implantes mamarios y oculares), implantes vasculares (stents, válvulas cardíacas e injertos vasculares) y tejido conjuntivo (cartílago, tendones y ligamentos)