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Resumen:

Resultados:

Metodología:

Conclusiones:

Autor (es): Carlos Hugo Vidal Bolaños / Est. Doctorado en Ingeniería

Director: Yesid Aguilar, PhD. / Co-Director: Carlos Humberto Valencia, PhD.

Grupo de Investigación TPMR / Escuela de Ingeniería de materiales

Contacto: carlos.vidal.bolanos@correounivalle.edu.co

La propuesta plantea crear un metamaterial biocompatible e inteligente que pueda liberar factores de crecimiento para promover la diferenciación y proliferación celular durante el cultivo in vitro. Por lo cual este proyecto está enmarcado como desarrollo tecnológico, ya que, consiste en la utilización de los conocimientos científicos existentes para la producción de nuevos materiales, productos, procedimientos para su mejora sustancial,incluyendo la realización de prototipos.

Fase de investigación y desarrollo de materiales: En esta fase se investigará la obtención de los metamateriales con carácter de biocompatibilidad y desarrollo de la técnica de impresión 4D.

Fase de diseño e ingeniería de tejido: En esta fase se diseñarán y se desarrollarán los protocolos de impresión 4D que permitan la creación de estructuras precisa y adecuadas para la recepción de las células vivas. (se programa el material con factores de crecimiento).

Fase de evaluación: En esta fase se evaluará la viabilidad celular, la vascularización que promueven los factores de crecimiento.

Figura 1.

Uno de los principales avances ha sido la creación de los planos detallados de la bioimpresora en el software SolidWorks. Además, se ha iniciado el proceso de ensamblaje físico de la bioimpresora siguiendo los planos creados.

Para respaldar estos avances, se realizaron estudios de modelado enfocados en optimizar los componentes y el funcionamiento general de la bioimpresora 4D. Estos estudios permitieron analizar factores clave como los mecanismos de impresión, el control de temperatura, la integración de sensores y la precisión de deposición del material.

El desarrollo exitoso de esta bioimpresora 4D personalizada representa un avance significativo, ya que permitirá la fabricación precisa de andamios inteligentes y programables utilizando los metamateriales desarrollados en el proyecto. Esto sentará las bases para explorar aplicaciones innovadoras en ingeniería de tejidos y regeneración celular.

Figura 2.

Figura 1.

Figura 4.CAD impresora 4D

Figura 5. BIGTREETECH Octopus V1.1 Control Board

Figura 6. Mainsail interfaz de usuario para Klipper.

El desarrollo de metamateriales biodegradables y sensibles a estímulos para la bioimpresión 4D en ingeniería de tejidos representa un área de gran potencial, pero que aún enfrenta desafíos. Si bien estos materiales son muy atractivos para aplicaciones biomédicas por su biodegradabilidad y capacidad de respuesta a estímulos, la mayoría se encuentran en etapas tempranas de investigación. Adicionalmente, su limitación a responder solo a un estímulo único restringe enormemente sus aplicaciones prácticas. Por lo tanto, se requieren esfuerzos continuos para desarrollar materiales con funciones de respuesta a múltiples estímulos y optimizar su sensibilidad en entornos biológicos complejos, lo cual es esencial para su uso confiable en aplicaciones clínicas como la bioimpresión 3D personalizada de tejidos y órganos.

Espacio de Logos asociados al proyecto

Objetivos:

Desarrollar la técnica de bio impresión 4D.

Mediante bioimpresión 4D programar el material base, a través de factores de crecimiento para obtener así el metamaterial.

Caracterizar las propiedades del metamaterial obtenido.

Desarrollar una metodología de impresión 4d, que permite la creación de estructuras precisas y personalizadas de órganos, utilizando metamateriales y células vivas autogenas

Evaluar la viabilidad celular, la vascularización del prototipo

Espacio para colocar un código QR donde el público pueda ampliar información del proyecto o contacto de los autores, grupo, etc.

Figura 3.

Desarrollo de metamaterial mediante bioimpresión 4D en

ingeniería de tejido y sus aplicaciones en la regeneración celular