El proyecto que se presenta a evaluación es la siguiente fase de un programa de trabajo que ha venido realizando el grupo de investigación. La fase anterior, apoyada con fondos PAPIIT, cumplió con los objetivos planteados, como se reportó en el informe final de mayo del presente año. La creciente necesidad de tejidos y órganos así como la limitada donación de éstos motiva fuertemente la búsqueda de nuevas alternativas para satisfacer las necesidades de millones de pacientes que requieren el trasplante de algún órgano, o la reconstrucción de un tejido. La ingeniería de tejidos emerge como una solución a este problema, utilizando tres herramientas: las células del propio paciente, andamios como soporte celular, factores de crecimiento y diferenciación celular. Sin embargo, aún hay mucho que investigar, especialmente en la fabricación de los andamios, ya que cada tejido requiere de características particulares y por ende debe ser construido y usado bajo estrictas especificaciones que involucran, al menos, tres aspectos cruciales: el material a usar, el diseño del andamio y su fabricación. El material con que se fabrica el andamio es crucial para el éxito de la regeneración tisular, se requiere de un polímero biocompatible con las células a sembrar y el organismo en donde será implantado y, en ocasiones, debe ser reabsorbible. Otro aspecto crucial es el diseño del andamio para que las células encuentren un ambiente ad-hoc para adherirse en la superficie del andamio, crecer y diferenciarse. El proceso y condiciones de operación para fabricar los andamios también son muy relevantes para satisfacer las necesidades de diseño. Todos estos aspectos están en constante estudio por muchos grupos de investigación a nivel mundial. Este proyecto cubre los tres aspectos descritos antes. El primero es el estudio y preparación de nuevos biomateriales y formulaciones a partir de la combinación de poliésteres funcionalizados y poliuretanos con polímeros naturales así como nano partículas inorgánicas para su aplicación en la regeneración de tejidos duros tales como dentina y hueso, y de tejidos blandos como vasos sanguíneos y tejido muscular liso. El segundo aspecto abarca el diseño, obtención y caracterización de los andamios por medio de la técnica de electrohilado, incluyendo la simulación de ciertas propiedades. El tercer aspecto es el estudio de las interacciones in-vitro e in-vivo de los andamios con las células. Los resultados experimentales y teóricos obtenidos previamente sustentan el presente proyecto. Por tal motivo se espera que los resultados finales de este proyecto contribuyan al desarrollo científico y tecnológico de la ingeniería de tejidos para beneficio de los pacientes que requieren de la sustitución o reconstrucción de un tejido u órgano.

Durante los últimos años, se ha dado gran atención a la fabricación de andamios a partir de nano y microfibras por medio de la técnica de electrohilado. Este auge se debe a que las nano-fibras tienen el potencial de imitar la arquitectura del tejido natural del ser humano. Sin embargo, a pesar de que los andamios sean porosos y posean un área superficial relativamente alta, se requiere entender muy bien las relaciones entre la estructura (química y morfológica), las propiedades (químicas, fisicoquímicas y mecánicas) y los tejidos a reconstruir, ya que los andamios poliméricos están pasando de ser soportes e inductores de células a verdaderos guías para la formación de tejidos. Es por ello que el presente proyecto pretende contribuir a la generación de conocimiento y de tecnología en el campo de la ingeniería de tejidos mediante el diseño y construcción de andamios de nano y micro fibras obtenidas por la técnica de electrohilado, para su potencial aplicación en la regeneración de tejidos duros y blandos. La estrategia a seguir es el desarrollo de nuevas formulaciones de materiales a base de polímeros metacrílicos, poliésteres y poliuretanos en combinación con polímeros naturales como colágeno, fibronectina y celulosa; y de biovidrios e hidroxiapatita. Además de la implementación de nuevos dispositivos para la colección de fibras orientadas y al azar, en forma de tubos cilíndricos y con configuración núcleo-coraza. El Proyecto cubre tanto el diseño, procesado y caracterización físico química y mecánica de los materiales y andamios a base de estos, así como el modelado del comportamiento elástico de las nano-fibras y el estudio de las interacciones biológicas en modelos in vitro y posteriormente in vivo. Se espera que en el área de la ingeniería de tejidos duros, se obtengan nuevos andamios funcionales para la regeneración de dentina, ya que hasta el momento, en la literatura no se han reportado andamios para este tipo de tejido con resultados exitosos a largo plazo. Por otra parte en la ingeniería de tejidos blandos, se desarrollaran andamios que presenten características de adhesividad y bioactividad, para que permitan la conformación de tejido vascular con el fin de remplazar neotejido de arterias, venas y capilares para las diferentes cardiopatías congénitas vasculares que presentan hoy en día muchos de los recién nacidos en nuestro país. Asimismo se realizará el diseño de un esfínter bioartificial a partir de nuevos biomateriales compuestos y células musculares lisas para el manejo de la incontinencia urinaria y fecal, la cual es una enfermedad devastadora para muchos pacientes y desafortunadamente en la actualidad no hay soluciones exitosas para ellos. Finalmente, los resultados esperados son prometedores y representan un gran aporte para la sociedad y para el desarrollo científico y tecnológico del país, tales como la fabricación de membranas de nano y micro fibras a partir de nuevas formulaciones de materiales bioactivos con tecnologías de punta, creadas en nuestra institución.