Hidrogeles piezoeléctricos de metacrilato de gelatina/hidroxiapatita/titanato de bario impresos en 3D para ingeniería...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Biomateriales
• Medicina Regenerativa
• Ingeniería de Tejidos

Sus antecedentes:

• La reparación de defectos óseos es un desafío clínico importante.
• Las estrategias existentes de ingeniería de tejidos óseos requieren innovación para mejorar la eficacia.
• Los materiales piezoeléctricos ofrecen potencial para estimular la actividad celular a través de estímulos mecánicos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar un novedoso andamio de hidrogel piezoeléctrico impreso en 3D para la ingeniería de tejidos óseos.
• Investigar la capacidad del andamio para convertir estímulos mecánicos (LIPUS) en señales eléctricas.
• Evaluar la eficacia del andamio en la promoción de la regeneración ósea *in vitro*.

Principales métodos:

• Fabricación de un andamio de hidrogel impreso en 3D utilizando metacrilato de gelatina (GelMA), hidroxiapatita (HA) y titanato de bario (BTO).
• Caracterización de la estructura del andamio, propiedades mecánicas y respuesta piezoeléctrica.
• Evaluación *in vitro* del comportamiento de las células madre mesenquimales (CBMF) (adhesión, proliferación, diferenciación osteogénica) con y sin estimulación de ultrasonido pulsado de baja intensidad (LIPUS).
• Análisis de la expresión de miRNA y las vías de señalización (AMPK) celulares.

Principales resultados:

• El andamio GelMA/HA/BTO demostró una estructura porosa, buena estabilidad mecánica y propiedades piezoeléctricas fiables.
• Los andamios mejoraron significativamente la adhesión, proliferación y diferenciación osteogénica de las CBMF, particularmente bajo estimulación con LIPUS.
• La estimulación con LIPUS del andamio piezoeléctrico moduló la expresión de miRNA (aumentando miR-29b-3p) y activó la vía AMPK, promoviendo la osteogénesis.

Conclusiones:

• El andamio de hidrogel piezoeléctrico desarrollado es un biomaterial prometedor para la ingeniería de tejidos óseos.
• El andamio aprovecha la piezoelectricidad para convertir señales mecánicas en señales biológicas, estimulando activamente la regeneración ósea.
• Este andamio, que responde a ultrasonidos y regula genes, ofrece una nueva estrategia terapéutica para el tratamiento de defectos óseos.