Hidrogeles funcionalizados para rehabilitación de tejidos cutáneos en heridas superficiales

Abstract

Resumen : La presente tesis doctoral se centra en el desarrollo, caracterización y evaluación biológica de hidrogeles multifuncionales e inteligentes orientados a aplicaciones en regeneración de tejido cutáneo, con énfasis en su uso tanto tópico como inyectable. El sistema propuesto se basa en una matriz polimérica híbrida de origen natural y sintético, diseñada para imitar las propiedades de la matriz extracelular, favorecer la interacción célula-material y permitir la liberación controlada de compuestos bioactivos. Estos compuestos fueron seleccionados por su capacidad moduladora, estimulante y promotora de la actividad celular, con el objetivo de apoyar los procesos naturales de regeneración tisular. Los hidrogeles se formularon principalmente a partir de polímeros de origen natural, lo que permitió obtener redes tridimensionales estables, con propiedades mecánicas ajustables y adecuada capacidad de inyección. El sistema fue funcionalizado con diversos activos orgánicos e inorgánicos, incluyendo micro y nanopartículas de fosfato de zinc, fosfato de manganeso, combinación Zn/Mn e hidroxiapatita dopada con manganeso, los cuales fueron sintetizados y caracterizados en el marco de este trabajo. La incorporación de estos componentes tuvo como finalidad potencial la regeneración tisular, la actividad antioxidante y antimicrobiana, así como la estimulación cutánea y, de acuerdo con la línea celular empleada (MG-63), la posibilidad de inducir señales compatibles con estimulación osteogénica temprana. Los hidrogeles fueron caracterizados desde el punto de vista fisicoquímico, estructural y composicional, incluyendo su comportamiento reológico, estabilidad, capacidad de autorreparación y autorecuperación, adhesividad en condiciones secas y húmedas, y biodegradabilidad en medios fisiológicos simulados. Asimismo, se evaluaron aspectos biológicos y aplicativos mediante ensayos in vitro de estimulación metabólica celular, regeneración de monocapas, tolerancia cutánea, jeringabilidad y desempeño funcional en condiciones de uso. Adicionalmente, el potencial traslacional del sistema fue evaluado mediante pruebas de campo en un modelo porcino bajo condiciones reales de manejo. La formulación seleccionada del hidrogel mostró un desempeño favorable en procedimientos quirúrgicos rutinarios, heridas agudas y lesiones crónicas, promoviendo una cicatrización acelerada, reducción de la inflamación, formación homogénea de tejido de granulación y una mayor calidad del tejido regenerado en comparación con animales sin tratamiento. Se observaron respuestas clínicas favorables incluso con esquemas de aplicación cortos y, en algunos casos, con aplicaciones únicas. Los resultados obtenidos demuestran que el diseño racional de hidrogeles híbridos permite modular de manera controlada sus propiedades fisicoquímicas, la funcionalidad biológica y aplicativa, estableciendo una base sólida para el desarrollo de biomateriales avanzados con potencial traslacional en ingeniería de tejidos para terapias regenerativas.