Development of reinforced and cell-laden vascular grafts structurally inspired by human coronary artery
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Date
2017
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Abstract
Las enfermedades cardiovasculares son la primera causa de muerte en el mundo, en dónde la que predomina es la enfermedad de la arteria coronaria. Aunque los injertos autólogos permanecen como la mejor alternativa para la revascularización coronaria, su aplicación es limitada por problemas vasculares pre-existentes, operaciones previas y vasos sanguíneos de baja calidad, entre otros. Uno de los desafíos es desarrollar un injerto vascular capaz de mostrar un buen desempeño biológico, mecánico y una larga duración luego de ser implantado. Para esto es necesario entender profundamente la estructura, componentes, propiedades biológicas y mecánicas de las arterias. Actualmente, no existe ningún injerto vascular que sea capaz de cumplir con todos los requerimientos, en especial compliancia y no-trombogenicidad. Inspirados en la estructura de la arteria coronaria, un nuevo método de fabricación fue desarrollado para fabricar injertos vasculares con estos requerimientos. Estos injertos son estructuras tubulares multicapas y celularizadas fueron fabricadas utilizando una combinación de las técnicas de dipping-spinning y solution blow spinning controlados por un robot. Por un lado, para reforzar mecánicamente los injertos vasculares se distribuyeron fibras de policaprolactona imitando las fibras de colágeno en las arterias coronarias. Por otro lado, se encapsularon células en capas de hidrogel de gelatina-alginato intercaladas con las capas de fibras para potenciar su función biológica. Los injertos vasculares fabricados en este trabajo muestran un comportamiento mecánico dentro de los rangos de las arterias coronarias y tienen compliancia estadísticamente similar a las arterias coronarias a la presión fisiológica. Finalmente, se incorporaron células las cuales fueron distribuidas homogéneamente en todo injerto vascular, mostrando proliferación en cultivo in vitro. Estos resultados demuestran que se pueden producir injertos vasculares con propiedades biológicas y mecánicas similares a las arterias coronarias con este método de fabricación automatizable inspirado en la estructura de estas arterias.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2017