Plataforma Integral para la Fabricación, Evaluación y Comercialización de Andamios Óseos Personalizados con Biomateriales Avanzados: De la Impresión 3D al Modelo Animal (FI-006N-25)

El uso de materiales biocompatibles y biodegradables ha marcado un cambio significativo en la ingeniería de tejidos óseos (BTE), ya que permiten diseñar andamios capaces de integrarse sin generar reacciones inmunológicas negativas. Estos soportes favorecen la adhesión y multiplicación celular, además de ofrecer una estructura temporal que se degrada de manera controlada para ser sustituida por hueso natural. La impresión 3D ha potenciado este campo al posibilitar la creación de andamios personalizados y complejos, aunque aún enfrenta retos técnicos relacionados con la precisión y las propiedades mecánicas de los materiales.
Entre los compuestos más prometedores se encuentra el dióxido de silicio, abundante en la naturaleza y presente en organismos como las diatomeas. Las nanoestructuras de sílice destacan por su elevada porosidad, estabilidad química y gran superficie activa, cualidades que estimulan la proliferación de células óseas gracias a su baja toxicidad y capacidad de degradarse en el organismo. En particular, las variantes mesoporosas han mostrado resultados muy positivos en cultivos celulares, consolidándose como una opción atractiva para aplicaciones biomédicas.
En un proyecto anterior, nuestro grupo exploró la combinación de ácido poliláctico (PLA) con partículas de sílice y fosfato de calcio, generando andamios mediante impresión 3D por deposición fundida. Los resultados evidenciaron que la sílice mejoró la resistencia mecánica y la porosidad de las estructuras, lo que favoreció la interacción celular. Este avance no solo aportó conocimiento científico, sino que también abrió perspectivas clínicas en áreas como la cirugía maxilofacial y motivó la creación de iniciativas empresariales. Sin embargo, la resolución de los andamios aún depende de las limitaciones propias de la tecnología utilizada.
La estereolitografía basada en fotopolimerización surge como una alternativa capaz de superar dichas restricciones, al ofrecer un control más preciso sobre la arquitectura interna de los andamios. El empleo de resinas fotopolimerizables con aditivos como sílice amorfa ha demostrado mejorar la estabilidad y las propiedades mecánicas, aunque todavía falta investigar cómo influye la variación en su concentración.
El proyecto busca desarrollar y validar un modelo de andamiaje experimental basado en resinas comerciales reforzadas con diferentes proporciones de sílice, con el objetivo de reproducir con alta fidelidad la microarquitectura del tejido óseo. La iniciativa propone investigación y desarrollo en colaboración con unidades externas, aprovechando nuevas resinas médicas biocompatibles. Se evaluará el impacto de partículas de sílice mesoporosa en propiedades mecánicas, térmicas y ópticas, así como en el proceso de fotopolimerización. Los andamios se validarán in vitro mediante plataformas organ-on-a-chip y posteriormente en modelos animales. De esta manera, el proyecto apunta a generar materiales compuestos personalizados para impresión 3D, con aplicaciones en regeneración ósea y potencial de comercialización en el sector biomédico.

Desarrollar y validar nuevos materiales poliméricos compuestos que permitan el diseño y fabricación mediante fotopolimerización e impresión 3D de andamiajes apropiados para su uso en estrategias de Ingeniería de Tejidos y el desarrollo de investigación biofísica in vitro e in vivo mediante microfluídica, aplicada a la comprensión de la diferenciación y metabolismo de células animales en estos materiales de nueva generación.

Aplicaciones biomédicas