Diseño de una tinta de biomaterial de alginato y plasma pobre en plaquetas con potencial uso en la fabricación de apósitos personalizados para úlceras crónicas de pie diabético
En el mundo, cada 30 segundos una persona diabética pierde una extremidad inferior (o parte de ella) a causa de la principal complicación de su enfermedad, las úlceras crónicas de pie diabético, por lo que se hace necesario el desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas, que se adapten a las nece...
- Autores:
-
Rosero Eraso, Nicolas
Quitian Gómez, Jair
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/16387
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/16387
- Palabra clave:
- Biomedical engineering
Engineering
Medical electronics
Biological physics
Bioengineering
Medical instruments and apparatus
Medicine
Biomedical
Platelet poor plasma
Sodium alginate
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Bioimpresion
Extrusion
Clinical engineering
Blood proteins
Hematology
Ingeniería biomédica
Ingeniería
Biofísica
Bioingeniería
Medicina
Biomédica
Proteínas de la sangre
Hematología
Ingeniería clínica
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Instrumentos y aparatos médicos
Plasma pobre en plaquetas
Alginato de sodio
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Bioimpresión
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Diseño de una tinta de biomaterial de alginato y plasma pobre en plaquetas con potencial uso en la fabricación de apósitos personalizados para úlceras crónicas de pie diabético Biomedical engineering Engineering Medical electronics Biological physics Bioengineering Medical instruments and apparatus Medicine Biomedical Platelet poor plasma Sodium alginate Bioink Bioimpresion Extrusion Clinical engineering Blood proteins Hematology Ingeniería biomédica Ingeniería Biofísica Bioingeniería Medicina Biomédica Proteínas de la sangre Hematología Ingeniería clínica Electrónica médica Instrumentos y aparatos médicos Plasma pobre en plaquetas Alginato de sodio Biotinta Bioimpresión Extrusión |
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En el mundo, cada 30 segundos una persona diabética pierde una extremidad inferior (o parte de ella) a causa de la principal complicación de su enfermedad, las úlceras crónicas de pie diabético, por lo que se hace necesario el desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas, que se adapten a las necesidades de cada paciente. La bioimpresión 3D es una tecnología emergente que permite la creación de apósitos personalizados y puede mejorar el tratamiento de las úlceras crónicas de pie diabético, al permitir la fabricación de alternativas terapéuticas personalizadas. En el presente trabajo de grado se diseñó una tinta de biomaterial a base de plasma pobre en plaquetas (PPP) y alginato, para esto, se evaluaron diferentes concentraciones de alginato pre-reticulado con CaCl2, bajo diferentes parámetros de impresión. Adicionalmente se realizaron pruebas de reticulación post-impresión y degradación con distintos tiempos, así como, pruebas preliminares de colapso de estructura y caracterización mecánica. Se determinó que la concentración de alginato al 5,5% p/p y CaCl2 al 0,55% p/p disuelto en PPP es la formulación con mejores resultados de imprimibilidad, además de permitir una mayor liberación de proteínas. Estos resultados permitieron establecer que es posible obtener una tinta de biomaterial a base de PPP, la cual puede ser utilizada para la construcción de apósitos personalizados, con potencial uso en el tratamiento de úlceras de pie diabético. No obstante, aún existe variabilidad en los resultados, por lo que es importante continuar con los estudios en este campo. |
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Abasalizadeh, F., Moghaddam, S. V., Alizadeh, E., Akbari, E., Kashani, E., Fazljou, S. M. B., . . . Akbarzadeh, A. (2020). Correction to: Alginate-based hydrogels as drug delivery vehicles in cancer treatment and their applications in wound dressing and 3D bioprinting. J Biol Eng, 14, 17. doi:10.1186/s13036-020-00239-0 Amable, P. R., Carias, R. B., Teixeira, M. V., da Cruz Pacheco, I., Corrêa do Amaral, R. J., Granjeiro, J. M., & Borojevic, R. (2013). Platelet-rich plasma preparation for regenerative medicine: optimization and quantification of cytokines and growth factors. Stem Cell Res Ther, 4(3), 67. doi:10.1186/scrt218 Axpe, E., & Oyen, M. L. (2016). Applications of Alginate-Based Bioinks in 3D Bioprinting. International Journal of Molecular Sciences, 17(12), 1976. doi:https://doi.org/10.3390/ijms17121976 Berthiaume, F., Maguire, T. J., & Yarmush, M. L. (2011). Tissue Engineering and Regenerative Medicine: History, Progress, and Challenges. 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La bioimpresión 3D es una tecnología emergente que permite la creación de apósitos personalizados y puede mejorar el tratamiento de las úlceras crónicas de pie diabético, al permitir la fabricación de alternativas terapéuticas personalizadas. En el presente trabajo de grado se diseñó una tinta de biomaterial a base de plasma pobre en plaquetas (PPP) y alginato, para esto, se evaluaron diferentes concentraciones de alginato pre-reticulado con CaCl2, bajo diferentes parámetros de impresión. Adicionalmente se realizaron pruebas de reticulación post-impresión y degradación con distintos tiempos, así como, pruebas preliminares de colapso de estructura y caracterización mecánica. Se determinó que la concentración de alginato al 5,5% p/p y CaCl2 al 0,55% p/p disuelto en PPP es la formulación con mejores resultados de imprimibilidad, además de permitir una mayor liberación de proteínas. Estos resultados permitieron establecer que es posible obtener una tinta de biomaterial a base de PPP, la cual puede ser utilizada para la construcción de apósitos personalizados, con potencial uso en el tratamiento de úlceras de pie diabético. No obstante, aún existe variabilidad en los resultados, por lo que es importante continuar con los estudios en este campo.Capítulo I. Problema u oportunidad.............................................................................10 Descripción del problema.........................................................................................10 Justificación..............................................................................................................11 Pregunta problema....................................................................................................13 Objetivo general .......................................................................................................13 Objetivos específicos................................................................................................13 Capítulo II. Marco teórico y estado del arte.................................................................14 Marco teórico ...........................................................................................................14 Diabetes, Úlceras y sus tratamientos....................................................................14 Medicina regenerativa con enfoque en piel ..........................................................14 Alginato ................................................................................................................16 Hidrogeles y métodos de gelificación...................................................................16 Reticulación de Alginato por Cloruro de Calcio ..................................................17 Plasma pobre en plaquetas....................................................................................18 Bioimpresión.........................................................................................................19 Métodos de bioimpresión .....................................................................................19 Parámetros de bioimpresión por extrusión ...........................................................20 Evaluación de imprimibilidad de tinta de biomaterial por extrusión ...................21 Evaluación de fidelidad de la forma .....................................................................22 Estado del arte ..........................................................................................................23 5 Capítulo III. Metodología.............................................................................................27 Pruebas preliminares ................................................................................................27 Pruebas de centrifugación.....................................................................................29 Parámetros de impresión.......................................................................................29 Preparación de las tintas de biomaterial ...................................................................30 Pruebas de caída de filamento ..................................................................................32 Impresión de estructuras (rejillas) ............................................................................32 Procesamiento de imágenes......................................................................................33 Pruebas de reticulación.............................................................................................35 Pruebas de degradación ............................................................................................36 Evaluación del colapso de estructura .......................................................................37 Pruebas mecánicas preliminares...............................................................................37 Análisis estadístico ...................................................................................................38 Capítulo IV. Resultados...............................................................................................40 Pruebas preliminares ................................................................................................40 Pruebas de centrifugación.....................................................................................40 Parámetros de impresión.......................................................................................42 Preparación de las tintas de biomaterial ...................................................................46 Prueba de caída de filamento....................................................................................48 Impresión de estructuras...........................................................................................50 Procesamiento de imágenes......................................................................................52 Análisis de estructuras impresas...............................................................................53 Pruebas de reticulación.............................................................................................56 Pruebas de degradación ............................................................................................61 Prueba de colapso de estructura ...............................................................................63 Pruebas mecánicas preliminares...............................................................................64 Capítulo V. Análisis de resultados...............................................................................67 Pruebas preliminares ................................................................................................67 Pruebas de centrifugación.....................................................................................67 Preparación de tintas de biomaterial.........................................................................68 Prueba de caída de filamento....................................................................................69 Impresión de estructuras...........................................................................................70 Procesamiento de imágenes......................................................................................70 Análisis de estructuras impresas...............................................................................70 Pruebas de reticulación.............................................................................................71 Pruebas de degradación ............................................................................................72 Colapso de estructura ...............................................................................................73 Pruebas mecánicas preliminares...............................................................................73 Capítulo VI. Conclusiones y Recomendaciones..........................................................75 Referencias...................................................................................................................77PregradoIn the world, every 30 seconds a diabetic person loses a lower limb (or part of it) because of the main complication of your disease, chronic ulcers diabetic foot, so it is necessary to develop new alternatives therapies, tailored to the needs of each patient. 3D bioprinting is a emerging technology that allows the creation of personalized dressings and may improve the treatment of chronic diabetic foot ulcers, by allowing the manufacture of alternatives personalized therapies. In the present degree work, a biomaterial ink was designed based on platelet-poor plasma (PPP) and alginate, for this, different concentrations of alginate pre-crosslinked with CaCl2, under different parameters of Print. Additionally, post-print crosslinking tests were carried out and degradation with different times, as well as preliminary tests of structure collapse and mechanical characterization. It was determined that the concentration of alginate at 5.5% p/p and CaCl2 at 0.55% p/p dissolved in PPP is the formulation with the best printability results, in addition to allowing a greater release of proteins. These results allowed establish that it is possible to obtain a biomaterial ink based on PPP, which can be used for the construction of personalized dressings, with potential use in the treatment of diabetic foot ulcers. However, there is still variability in the results, so it is important to continue with studies in this field.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Diseño de una tinta de biomaterial de alginato y plasma pobre en plaquetas con potencial uso en la fabricación de apósitos personalizados para úlceras crónicas de pie diabéticoDesign of a platelet-poor plasma and alginate biomaterial ink with potential use in the manufacture of personalized dressings for chronic foot ulcers diabeticIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Biomédicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineBiomedicalPlatelet poor plasmaSodium alginateBioinkBioimpresionExtrusionClinical engineeringBlood proteinsHematologyIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaProteínas de la sangreHematologíaIngeniería clínicaElectrónica médicaInstrumentos y aparatos médicosPlasma pobre en plaquetasAlginato de sodioBiotintaBioimpresiónExtrusiónAbasalizadeh, F., Moghaddam, S. 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