Científicos de la Universidad Politécnica de Perm y de la Universidad Federal Báltica Immanuel Kant investigaron el colágeno de medusas, salmón, arenque y espadín, y por primera vez en Russia, desarrollaron una formulación de hidrogel para la bioimpresión 3D. Esto permitirá crear materiales para la restauración de tejidos dañados a partir de residuos de la industria pesquera, lo que hará su producción más barata y accesible.
La fuente tradicional de colágeno para fines biomédicos es la materia prima de ganado vacuno y porcino. Sin embargo, este material puede causar rechazo, alergias y conlleva riesgos de transmisión de infecciones. El colágeno artificial podría ser una alternativa, pero su producción sigue siendo compleja y costosa. El colágeno de organismos marinos tiene una inmunogenicidad más baja y puede obtenerse de los residuos de la industria pesquera.
Para la preparación de los hidrogeles se utilizó colágeno extraído de medusas, salmón, arenque y espadín. Estas especies fueron elegidas por su amplia distribución en los mares rusos, lo que garantizará la disponibilidad de la materia prima. Además, el colágeno marino es estructuralmente similar al colágeno humano.
Durante el estudio, los científicos añadieron alginato de sodio y crearon varias variantes de biotintas, modificando la proporción de los componentes. Para cada tipo de hidrogel, se seleccionaron individualmente los parámetros de bioimpresión 3D: velocidad de alimentación del material y temperatura. Los criterios fueron la uniformidad de la aplicación, la conservación de la forma después del endurecimiento y la capacidad de formar estructuras multicapa.
Después del endurecimiento de las muestras, se realizaron pruebas mecánicas de elasticidad y resistencia. El hidrogel a base de colágeno de medusa mostró las mejores propiedades. Además, este material resultó ser el más tecnológico en su preparación.
Los científicos formaron objetos monocapa de geometría simple, así como estructuras multicapa, lo que confirma la idoneidad de los modos obtenidos para imprimir objetos de diversa complejidad. La siguiente etapa será investigar el proceso de degradación de los materiales con el tiempo. Comprender qué tan rápido el andamio impreso será reemplazado por los propios tejidos del organismo es un factor clave para la aplicación médica de las biotintas desarrolladas.
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