Generación de constructos artificiales de fibrina-agarosa para la reparación microquirúrgica de lesiones tendinosas

Abstract

Los tendones son el enlace funcional entre la parte dinámica y la parte estática del aparato locomotor transfiriendo la contracción muscular al sistema óseo y, por tanto, permitir el movimiento y mantener la postura. Se trata de un tejido conectivo único y mecanosensitivo con unas propiedades mecánicas específicas que le permiten responder y adaptarse a la carga transmitida por los músculos. La lesión de un tendón, tanto aguda como crónica, es seguida de un proceso natural de reparación tisular. No obstante, es un proceso menos eficiente que en otros tejidos y órganos del sistema músculo-esquelético. En el caso del tendón, nunca se logra la regeneración completa después de una lesión alterándose las propiedades estructurales y mecánicas. En este sentido, a través de la Ingeniería Tisular se ha desarrollado distintos biomateriales y sustitutos para mejorar los resultados clínicos. Sin embargo, esta disciplina no ha logrado la restauración total de las propiedades estructurales, funcionales y mecánicas del tendón nativo. En la presente Tesis Doctoral, con el objetivo de mejorar los resultados clínicos y la eficiencia de una reparación quirúrgica tras una lesión tendinosa, se propone el desarrollo y la evaluación de dos biomateriales, el hidrogel nanoestructurado de fibrinaagarosa (HNFA) y el hidrogel nanoestructurado de fibrina-agarosa tratado químicamente con genipin (HNFA-GP). Aunque estos hidrogeles han sido estudiados en otros tejidos con resultados prometedores, es la primera vez que se investiga la eficacia terapéutica de estos biomateriales en la reparación quirúrgica y el proceso de regeneración tendinosa. Tras la generación de los hidrogeles fueron sometidos a una evaluación de sus propiedades biomecánicas y de biocompatibilidad ex vivo. La biomecánica fue determinada mediante pruebas de tracción. Para los estudios de biocompatibilidad, se han generado cultivos primarios de fibroblastos derivados del tendón, los cueles fueron cultivados en la superficie de los biomateriales y, posteriormente, sometidos a los ensayos de Live/Dead®, WST-1 y cuantificación de ADN liberado. Por último, la eficacia terapéutica de los biomateriales fue evaluada en un modelo de daño/reparación en el tendón de Aquiles de ratas Wistar adultas. Tras el sacrificio de los animales se procedió con el estudio clínico, macroscópico e histológico de los tendones reparados. Tanto en los estudios ex vivo como en los in vivo se incluyeron controles técnicos y clínicos respectivamente. Los resultados de esta Tesis Doctoral, en la que se determinan las propiedades estructurales y biológicas ex vivo y la eficacia terapéutica in vivo de los hidrogeles generados, permiten afirmar que: 1) tanto el NFAH como el NFAH-GP demuestran una excelente estabilidad mecánica y biocompatibilidad ex vivo; 2) que ambos hidrogeles muestran una mejor organización tisular en los análisis histológicos realizados en el modelo animal; 3) que ambos hidrogeles demuestran biocompatibilidad in vivo sin mostrar signos de necrosis ni otras respuestas histológicas adversas; 4) que ambos hidrogeles pueden ser biomateriales válidos para un uso potencial en la reparación de lesiones tendinosas. En conclusión, los estudios ex vivo desarrollados en esta tesis doctoral demuestran una mejora considerable de las propiedades biomecánicas de los NFAH tras el tratamiento químico con genipin conservando un alto grado de biocompatibilidad. El uso de estos biomateriales, tanto los HNFA como los HNFA-GP, en la reparación de una lesión del tendón de Aquiles en roedores ha demostrado que estos biomateriales disminuyen las complicaciones clínicas, no han presentado ningún efecto adverso y han mejorado considerablemente el proceso de regeneración tendinosa y organización tisular en el período de tiempo estudiado. Finalmente, los resultados obtenidos en la presente Tesis Doctoral sugieren que el uso de estos biomateriales, especialmente el HNFA-GP podría ser de gran utilidad en la reparación de lesiones tendinosas en la práctica clínica y, por tanto, esta Tesis Doctoral aporta los estudios preclínicos necesarios para la traslación clínica de estos medicamentos de terapias avanzadas.