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Andamios biomiméticos impresos en 3D para investigar interacciones de células similares a osteoblastos en microgravedad simulada: una plataforma in vitro para la investigación en ingeniería de tejidos óseos

Autores: Zenobi, Eleonora; Gramigna, Giulia; Scatena, Elisa; Panizza, Luca; Achille, Carlotta; Pecci, Raffaella; Convertino, Annalisa; Del Gaudio, Costantino; Lisi, Antonella; Ledda, Mario

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Andamios biomiméticos impresos en 3D para investigar interacciones de células similares a osteoblastos en microgravedad simulada: una plataforma in vitro para la investigación en ingeniería de tejidos óseos


Categoría

Ciencias de los Materiales

Subcategoría

Materiales para aplicaciones biomédicas

Palabras clave

Sistemas de cultivo celular
Células similares a osteoblastos
Andamios impresos en 3D
Condiciones de cultivo dinámicas
Investigación sobre la osteoporosis
Arquitectura del andamio

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los sistemas de cultivo celular tridimensionales son modelos in vitro relevantes para estudiar el comportamiento celular. En este sentido, el presente estudio investiga la interacción entre células humanas similares a osteoblastos y andamios impresos en 3D que imitan estructuras óseas fisiológicas y osteoporóticas bajo condiciones de microgravedad simulada. El objetivo es evaluar los efectos de la arquitectura del andamio y las condiciones de cultivo dinámicas sobre la adhesión celular, la proliferación y la actividad metabólica, con implicaciones para la investigación de la osteoporosis. Los andamios de ácido poliláctico con arquitecturas trabeculares fisiológicas (P) y similares a osteoporóticas (O) fueron impresos en 3D mediante tecnología de modelado por deposición fundida. La caracterización morfométrica se realizó utilizando tomografía computarizada micro. Las células humanas similares a osteoblastos SAOS-2 y U2OS se cultivaron en los andamios bajo condiciones de microgravedad simulada estática y dinámica utilizando un sistema de cultivo celular rotatorio (RCCS). La biocompatibilidad del andamio, la viabilidad celular, la adhesión y la actividad metabólica se evaluaron a través de ensayos de incorporación de bromodeoxiuridina, un ensayo de sal de tetrazolio soluble en agua y un ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas de secreción de factor de necrosis tumoral alfa. Ambos modelos de andamios soportaron la adhesión y el crecimiento de células similares a osteoblastos, con un aumento de aproximadamente tres veces en la colonización observada en los andamios O de alta porosidad bajo condiciones dinámicas. El entorno dinámico facilitó una mayor interacción superficial, amplificando los efectos de la arquitectura del andamio sobre el comportamiento celular. En general, el crecimiento celular sostenido y la actividad metabólica, junto con la ausencia de respuestas inflamatorias detectables, confirmaron la biocompatibilidad del sistema. La microestructura del andamio y las condiciones de cultivo dinámicas influyen significativamente en el comportamiento de las células similares a osteoblastos. La combinación de andamios impresos en 3D y un biorreactor RCCS proporciona una plataforma prometedora para estudiar la remodelación ósea en la osteoporosis y la pérdida ósea inducida por microgravedad. Estos hallazgos pueden contribuir al desarrollo de modelos in vitro avanzados para la investigación biomédica y posibles contramedidas para la degeneración ósea.

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