Browsing by Author "Verdugo Avello, Francisco Javier"
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Item Definición de parámetros de manufactura aditiva en bioimpresión con compuestos en base a gelatina metacrilada.(Universidad de Concepción, 2026) Luengo Fuentes, Rodrigo Ignacio; Lanziotti Muñoz, Carlos Andrés; Verdugo Avello, Francisco JavierLa bioimpresión por extrusión de compuestos en base a Gelatina Metacrilada (GelMA) presenta desafíos técnicos significativos asociados a la reología del material y a la incompatibilidad de los parámetros de extrusión generados por software de laminado convencional. Este estudio tuvo como fin definir los parámetros de manufactura aditiva para la bioimpresión de scaffolds de GelMA al 10% w/v con fotoiniciador LAP 0,5% w/v, mediante una metodología iterativa de calibración del factor de extrusión E y el desarrollo de herramientas computacionales para la generación y modificación de códigos G. Se parametrizó el sistema de extrusión de tornillo 3DBS, determinando las condiciones de temperatura, velocidad y geometría de aguja que permiten extrusión continua y reproducible del bioink. Mediante un proceso iterativo de análisis visual de imágenes de los scaffolds impresos, se identificó el valor E óptimo, corrigiéndolo desde un valor inicial de 0,01431 por segmento generado por software convencional calibrado para termoplásticos hasta un valor de 0,00065 por segmento, lo que eliminó la sobreextrusión y permitió obtener scaffolds con poros abiertos y filamentos uniformes. Se desarrollaron dos herramientas computacionales. La primera corresponde a una interfaz gráfica para modificar códigos G mediante factores de escala de diámetro, ajuste del número de capas y multiplicación del factor E, reduciendo la edición manual (Ramesh et al., 2021). La segunda es un programa conversor que adapta códigos G generados por software de laminado convencional al formato compatible con la impresora 3DBS operada mediante Pronterface, recalculando la extrusión segmento a segmento mediante la expresión ΔE = kE · L. El conversor se evaluó con geometrías regulares de malla y con un modelo STL de cóndilo mandibular, verificando el procesamiento de trayectorias con curvatura, cambios de dirección y variación de longitud entre segmentos. Ambas herramientas centralizan los parámetros calibrados y favorecen la trazabilidad del proceso. Se validaron geométricamente las dos estructuras requeridas: la malla circular de 3 mm de diámetro para implantes en modelo animal, y las probetas cilíndricas Ø10 mm × 10 mm de altura para los ensayos de compresión axial según norma ASTM F2150-19 La malla cuadrada de validación, compuesta por 3×3 poros, presentó dimensiones exteriores promedio de 15,614 × 15,661 mm, aberturas de poro de 4,555 × 4,627 mm y un ancho de filamento de 0,432 ± 0,030 mm.La caracterización mecánica se ejecutó sobre dos grupos experimentales (n = 5 por grupo): GelMA 10% como control y GelMA 10% con partículas óseas. El módulo de Young resultó equivalente entre condiciones (59,06 kPa en el control y 58,92 kPa con partículas óseas), mientras que el esfuerzo máximo se incrementó de 0,071MPa a 0,224 MPa, y la deformación asociada de 36,1% a 45,8%. Ambos grupos se sitúan dentro del rango de 10 a 100 kPa reportado para hidrogeles de GelMA procesados por bioimpresión por extrusión. Dado el reducido número de grupos y réplicas, el análisis se abordó de forma descriptiva y comparativa frente a la literatura, sin recurrir a contrastes inferenciales.Item Desarrollo de un andamiaje de matriz extracelular para modelos de cáncer óseo.(Universidad de Concepción, 2024) Verdugo Avello, Francisco Javier; Toledo Alonso, Jorge RobertoLos tumores y las metástasis en el tejido óseo son un problema sanitario relevante debido a su impacto en la salud y el bienestar. Los tumores óseos metastásicos y tumores malignos con un diagnóstico tardío presentan una tasa de supervivencia reducida, siendo inferior a un año para los pacientes metastásicos. Es urgente la necesidad de desarrollar medidas complementarias para mejorar la eficacia de las terapias farmacológicas actuales y también el reducir la duración del tratamiento para evitar una carga económica creciente en los pacientes y en el sistema sanitario. Los modelos óseos tridimensionales in vitro tienen la capacidad de simular al microambiente óseo en el laboratorio con la posibilidad de introducir células derivadas de pacientes a partir de biopsias de tejido de cáncer óseo para estudiar tratamientos personalizados que puedan conducir a terapias más efectivas y personalizadas para los pacientes. Sin embargo, para lograr una traslación clínica de los resultados in vitro se requiere de un biomaterial que pueda reproducir la fisiopatología del tejido óseo en sus propiedades que permita a las células adherirse, sobrevivir, expandirse y generar procesos de relación con la matriz extracelular. El objetivo de este trabajo fue el desarrollar un andamio tridimensional que simule la matriz extracelular ósea con la capacidad de biofabricación de modelos de tejido óseo in vitro que simulen patologías tumorales. Para esto se trabajó con células asociadas al cáncer óseo y otras relevantes para conformar modelos más complejos, tales como de cáncer de mama (MCF7), osteosarcoma (Saos2), pre-osteoblastos (MC3T3-E1) y cultivo primario (células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo). El modelo de ingeniería de tejidos se basó en un enfoque de hidrogel de gelatina metacrilada con el empleo de un componente biológico, en este caso micropartículas descelularizadas de hueso humano como parte de un biomaterial compuesto que fue validado mediante caracterización físico-químicas y biológicas. Se desarrolló un hidrogel compuesto por gelatina metacrilada y micropartículas óseas humanas con comportamiento pseudoplástico. Estas propiedades fueron validadas mediante procedimientos de bioimpresión, mientras que la presencia de micro y nanopartículas óseas se confirmó mediante microscopía electrónica. La biocompatibilidad del hidrogel se evaluó a través de diversos ensayos para la cuantificación de la citocompatibilidad, incluyendo análisis por imágenes y mediciones moleculares. No se registraron efectos tóxicos, lo que indica que las células pudieron adherirse y proliferar dentro del andamiaje, manteniendo su viabilidad durante un período de hasta 30 días en cultivos celulares tridimensionales. Además, las diferentes validaciones demostraron ser compatible con procesos clínicos para distintos tipos de análisis celulares y moleculares. El hidrogel compuesto desarrollado en este trabajo contribuye a la inovación en la ingeniería de tejidos en el área músculo esqueletal, específicamente de biofabricación de tejido óseo y al reemplazo de modelos animales para estudios del tejido óseo por la sustitución de modelos in vitro.