La porosidad del andamiaje y la oxigenación de las estructuras de hidrogel impresas afectan la funcionalidad de los progenitores osteogénicos incrustados

El suministro insuficiente de oxígeno y nutrientes a lo largo del injerto se considera una de las principales limitaciones en el desarrollo de injertos óseos grandes, diseñados con ingeniería de tejidos. La impresión de órganos o tejidos mediante deposición de fibras tridimensionales (3D) es una modalidad novedosa en medicina regenerativa que combina la formación de poros y la colocación definida de células, y se utiliza aquí para el desarrollo de estructuras de hidrogel cargadas de células con una arquitectura interna reproducible para sostener el suministro de oxígeno y apoyar un adecuado desarrollo de tejidos. En este estudio, probamos el efecto de la porosidad en células madre estromales multipotentes (MSCs) incrustadas en construcciones de hidrogel impresas con una máquina de deposición de fibras 3D (3DF). Para esto, se imprimieron andamiajes de hidrogel de alginato porosos y sólidos, con MSCs homogéneamente dispersos a lo largo de la construcción, y se analizaron in vitro en busca de marcadores de hipoxia, metabolismo, supervivencia y diferenciación osteogénica. Demostramos que la porosidad promueve la oxigenación de las MSCs en andamiajes de hidrogel impresos y apoya la viabilidad y diferenciación osteogénica de las células incrustadas. Posteriormente, las construcciones impresas porosas y sólidas se implantaron subcutáneamente en ratones inmunodeficientes para analizar la formación de tejidos en relación con las respuestas a la hipoxia de las células incrustadas. La implantación de injertos impresos resultó en el crecimiento de tejido vascularizado y mejoró significativamente la oxigenación de las MSCs incrustadas. En conclusión, la introducción de poros mejora significativamente las propiedades conductivas de las construcciones de hidrogel impresas y contribuye a la funcionalidad de los progenitores osteogénicos incrustados.