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Tesis para optar al título de doctor en Ciencia y Tecnología, mención materiales. Director/es: Hermida, Élida B.; Baldessari, Alicia

La ingeniería de tejido es un área del conocimiento interdisciplinaria, que combina ciencias de la vida, ciencia e ingeniería de materiales y la medicina. Intenta dar respuestas a los desafíos planteados por la pérdida de piel por quemaduras extensas o úlceras por enfermedades crónicas como diabetes, entre otras. Los sustratos bioabsorbibles tienen como objetivo emular la estructura tridimensional de la matriz extracelular necesaria para la adhesión y proliferación celular y permitir la consecuente regeneración del tejido. Estos dispositivos deben cumplir una serie de requisitos mínimos: deben ser biodegradables, biocompatibles y poseer una estructura porosa altamente interconectada para permitir el crecimiento celular. En este trabajo de tesis se plantea la elaboración de sustratos bioabsorbibles para la regeneración de tejido dermo-epidérmico. Para el lo, se eligió un biopolímero de origen natural de la familia de los polihidroxialca noatos [PHA], debido a su biocompatibilidad, su biodegradación en condiciones fisiológicas y sus buenas propiedades mecánicas. Se utilizaron tres diferentes métodos de elaboración de membranas porosas: lixiviado de sales, separación de fases inducida té rmicamente y evaporación de emulsiones. Además, se utilizaron dos métodos de hidrólisis [uno mediado por enzimas y otro por álcalis] para promover la hidrofilidad de los sustratos y así mejorar su desempeño. Las membranas porosas obtenidas fueron evaluadas en función de su morfología, propiedades mecánicas, porosidad, hidrofilidad y tamaño de poros. Las membranas obtenidas por evaporación de solvente son las que mejor resistencia a la flexión presentaron, además mostraron muy buena hidrofilidad. Se realizaron ensayos in vitro para evaluar la adhesión de queratinocitos a los sustratos elaborados por los diferentes métodos. Por otro lado se planteó un modelo simple de biodegradación in vitro, ya que la cinética de este proceso debe ser compatible con la de regeneración del tejido. Además se evaluó la toxicidad de los sustratos mediante el estudio in vivo. Por último, se demostró la capacidad de regeneración de piel de los sustratos obtenidos por evaporado de emulsiones, mediante un estudio in vivo en ratas de laboratorio.

Tissue engineering is a multidisciplinary subject that combines efforts of different areas: life science, material science and engineering and medicine. Particularly, skin regeneration intents to overcome the challenges due to the extended skin loss by burning or chronic wounds such as diabetic foot ulcers or pressure ulcers. Bioabsorbable scaffolds can facilitate tissue regeneration, by the development of a tridimensional extracellular matrix [ECM] that provides cellular adhesion and proliferation. These scaffolds must satisfy some key requisites: they must be biodegradable, biocompatible and must have a highly interconnected porous structure to support cells adhesion and proliferation. This thesis presents the main characteristic of design and production of bioabsorbable scaffolds for simultaneous dermic and epidermic tissue regeneration. For this purpose, a natural polymer from the polyhy droxyalkanoates family was chosen, due to its biocompatibility, biodegradation in physiological conditions and good mechanical properties. Three fabrication methods have been used: salt leaching, thermal induced phase separation and emulsion evaporation. In order to enhance the hydrophilic response, two hydrolysis procedures were presented: one by enzymes and another by alkaline solutions. The porous scaffolds were characterized by their morphology, mechanical properties, hydrophilic character, porosity and pore size. From these results, the emulsion evaporation scaffolds showed the best mechanical and hydrophilic behaviors. The adhesion of keratinocytes and the biodegradation kinetics were evaluated in own designed tests in vitro. On the other side, toxicity and inflammatory response were studied in laboratory conditions in vivo. Finally, experiments in vivo with Wistar rats were performed to evaluate the skin regeneration capacity of the scaffolds produced by emulsion evaporation.