Diseño de Scaffolds auxéticos fabricados mediante impresión 3D para estimulación mecánica de células

Abstract

Estudios recientes han logrado demostrar que los andamios auxéticos son capaces de mantener el crecimiento celular y preservar la capacidad de expansión de espacios entre las interfaces de capa, por lo que son potencialmente aceptables para la formación de tejido. También sugieren que los andamios auxéticos con coeficiente de Poisson ajustable podrían influir en la diferenciación de las células madre. El objetivo general de esta memoria para optar al Título de Ingeniera Civil Mecánica fue fabricar andamios auxéticos mediante impresión 3D, y estudiar el efecto de su coeficiente de Poisson sobre el crecimiento de células madre mesenquimales cultivadas en su superficie. Se seleccionaron tres estructuras auxéticas correspondientes a panal reentrante, semi-rígida cuadrada y Kagome triangular, además de una estructura de panal hexagonal normal como punto de comparación. Estas fueron diseñadas en el software CAD Fusion 360, para luego ser impresas en la impresora FormLab 2, utilizando el software PreForm. La estructura de panal reentrante fue impresa a escala de centímetros en resina estándar, flexible, elástica y dental SG. Se descartó resina flexible y estándar. Se realizó impresión a escala de centímetros y milímetros de las estructuras panal reentrante, semi-rígida cuadrada y Kagome triangular, en resina elástica y dental SG. Se descartó resina elástica y estructura semi-rígida cuadrada. Se realizaron ensayos de tracción en estructura de panal reentrante y Kagome triangular, a escala milimétrica, impresas con resina dental SG, sin post curado. Se grabó cada ensayo y se obtuvo los coeficientes de Poisson en base a las deformaciones obtenidas de cuatro puntos de la estructura. Se realizaron cultivos celulares sobre láminas lisas de resina dental SG sin curar, y scaffolds con estructura Kagome triangular. Se realizó un cultivo celular sobre piezas lisas y con estructura Kagome, impresas en resina dental sin curar. En la pieza lisa, su opacidad no permitió observar resultados. En la estructura Kagome, previamente esterilizada, se realizaron diversos análisis para determinar la proliferación celular sobre estas. Las piezas sin tratamiento previo para facilitar la adhesión y eliminar cualquier posible residuo de resina, no permiten el cultivo celular pues la resina sin curar sigue siendo dañina para la célula y por ende evita su proliferación. Se descarta la resina dental, sin curar y sin tratamientos, para fabricar scaffolds.