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Tesis:

Investigación y desarrollo de andamios tisulares obtenidos por bioimpresión de policaprolactona y de compuestos con matriz de policaprolactona para la reparación de hueso y cartílago

  • Autor: VARGAS VIVAS, Carlos Ivan

  • Título: Investigación y desarrollo de andamios tisulares obtenidos por bioimpresión de policaprolactona y de compuestos con matriz de policaprolactona para la reparación de hueso y cartílago

  • Fecha: 2023

  • Materia:

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES

  • Departamentos: INGENIERIA MECANICA

  • Acceso electrónico: https://oa.upm.es/73426/

  • Director/a 1º: DÍAZ LANTADA, Andrés

  • Resumen: El objetivo de esta tesis doctoral fue la investigación y desarrollo de andamios tisulares obtenidos por bioimpresión de policaprolactona y de compuestos con matriz de policaprolactona para la reparación de hueso y cartílago mediante la utilización de tecnologías CAD de diseño por ordenador y de fabricación aditiva como lo es la impresión 3D y bioimpresión 3D por extrusión, este método de fabricación se basa en un sistema que deposita el biomaterial en forma de un hilo continuo para la formación de estructuras y la fabricación de andamios biocompatibles, de propiedades mecánicas y estructuras ajustables para la regeneración y el desarrollo de tejidos. Como primer punto se hizo una revisión de la literatura y desarrollos a la fecha, tanto en la línea de investigación en impresión 3D y bioimpresión como en las diferentes tecnologías de fabricación aditivas. Posteriormente se fue desarrollando la investigación y desarrollo de dichos andamios mediante un proceso progresivo, en el cual se fueron diseñando y construyendo andamios primeramente con un patrón simple y luego estructuras y materiales más complejos y compuestos. Los resultados muestran que con la combinación de este método de fabricación y del material se pueden obtener implantes a medida para la regeneración de hueso y cartílago, gracias a la posibilidad de ajustar la geometría del implante a la zona afectada, así como del mallado interno para mejorar la difusión de nutrientes y desechos y del material de policaprolactona como material base, funcionalizado y compuesto integrando las propiedades mecánicas y de proliferación celular que buscamos en la regeneración del tejido. ABSTRACT The objective of this doctoral thesis was the research and development of tissue scaffolds obtained by bioprinting of polycaprolactone and compounds with polycaprolactone matrix for bone and cartilage repair through the use of CAD computer design and additive manufacturing technologies such as 3D printing and 3D bioprinting by extrusion, this manufacturing method is based on a system that deposits the biomaterial in the form of a continuous thread for the formation of structures and the manufacture of biocompatible scaffolds, with mechanical properties and adjustable structures for regeneration and tissue development. As a first point, a review of the literature and developments to date was made, both in the line of research in 3D printing and bioprinting and in the different additive manufacturing technologies. Subsequently, the research and development of said scaffolds was developed through a progressive process, in which scaffolds were first designed and built with a simple pattern and then more complex and composite structures and materials. The results show that with the combination of this manufacturing method and the material, customized implants can be obtained for the regeneration of bone and cartilage, thanks to the possibility of adjusting the geometry of the implant to the affected area, as well as the internal mesh to improve the diffusion of nutrients and wastes and the polycaprolactone material as a base, functionalized and composite material integrating the mechanical and cell proliferation properties that we seek in tissue regeneration.