Evaluación De La Viscoelasticidad De Poliuretanos Sobre La Hemodinámica Y La Respuesta De Células Endoteliales Y De Músculo Liso En Un Modelo De Perfusión, Para El Diseño De Injertos Vasculares

Las enfermedades cardiovasculares son la primera causa de muerte a nivel mundial. Un tratamiento quirúrgico es el reemplazo de vasos sanguíneos. Actualmente se realizan injertos autólogos o sintéticos, sin embargo, debido a la poca disponibilidad de los vasos o al bajo rendimiento mecánico de las prótesis, la mayoría de los pacientes no obtienen soluciones a largo plazo. Las estrategias para generar injertos vasculares que imiten a los vasos sanguíneos son elevadas, no obstante, muy pocos contemplan la viscoelasticidad como una propiedad importante, debido a que le confiere la capacidad de adaptarse a los diferentes regímenes de presión a los vasos sanguíneos naturales. Los poliuretanos aparecen como una alternativa promisoria debido a sus propiedades mecánicas y biocompatibles. La comprensión de la viscoelasticidad de los poliuretanos podría conducir al diseño de injertos vasculares con propiedades similares a las nativas. Para esto, se evaluará el comportamiento viscoelástico de injertos vasculares obtenidos a partir de poliuretanos mediante el modelado constitutivo de la viscoelasticidad, ensayo mecánico dinámico, evaluación in vitro del cumplimiento en un reactor de flujo pulsátil. Los poliuretanos se cultivarán con células endoteliales y células de músculo liso, de forma independiente y en co-cultivo, en un reactor de perfusión para evaluar el efecto de la presión hidrostática, el esfuerzo cortante y el flujo pulsátil con la expresión proteica y génica de las células vasculares. Se evaluará el perfilado proteómico y transcriptómico a través de espectrometría de masas y secuenciación de ARNm, respectivamente; para realizar una evaluación completa del comportamiento celular. Todo esto con el fin de investigar las relaciones entre la viscoelasticidad, la hemodinámica y el comportamiento de células vasculares que podrían conducir a optimizaciones de la composición de poliuretanos para mejorar el rendimiento final del injerto vascular sintético, que pueda ser una alternativa en el tratamiento de las enfermedades cardiovasculares.

Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide. A surgical treatment is the replacement of blood vessels. Currently autologous or synthetic grafts are performed, however, due to the low availability of the vessels or the low mechanical performance of the prostheses, most patients do not obtain long-term solutions. The strategies to generate vascular grafts that imitate the blood vessels are high, however, very few consider viscoelasticity as an important property, because it confers the ability to adapt to different pressure regimens to the natural blood vessels. Polyurethanes appear as a promising alternative due to their mechanical and biocompatible properties. Understanding the viscoelasticity of polyurethanes could lead to the design of vascular grafts with similar properties to native ones. For this, the viscoelastic behavior of vascular grafts obtained from polyurethanes will be evaluated by constitutive modeling of viscoelasticity, dynamic mechanical test, in vitro evaluation of compliance in a pulsatile flow reactor. The polyurethanes will be cultured with endothelial cells and smooth muscle cells, independently and in co-culture, in a perfusion reactor to evaluate the effect of hydrostatic pressure, shear stress and pulsatile flow with protein and gene expression of the vascular cells. The proteomic and transcriptomic profiling will be evaluated through mass spectrometry and mRNA sequencing, respectively; to perform a complete evaluation of cellular behavior. All this in order to investigate the relationships between viscoelasticity, hemodynamics and the behavior of vascular cells that could lead to optimizations of the polyurethane composition to improve the final performance of the synthetic vascular graft, which could be an alternative in the treatment of Cardiovascular diseases.

Poliuretanos, injertos vasculares, viscoelasticidad. hemocompatibilidad, perfusión