En este caso práctico, analizamos cómo Atreon Orthopedics aprovechó la tecnología de electrospinning para desarrollar ROTIUM® Bioresorbable Wick, un andamio sintético avanzado diseñado para mejorar la unión entre el tendón y el hueso y favorecer la remodelación del tejido biológico en intervenciones de reparación ortopédica.

Desafío

La reparación del manguito rotador sigue siendo un reto, ya que la interfaz entre el tendón y el hueso a menudo no ofrece un entorno biológico óptimo para la cicatrización. Atreon Orthopedics se propuso subsanar esa carencia con una solución capaz de favorecer el proceso de cicatrización y, al mismo tiempo, integrarse fácilmente en los protocolos quirúrgicos habituales.

Solución

Atreon Orthopedics ha desarrollado ROTIUM® Bioresorbable Wick, un andamio de interposición que se coloca en la interfaz entre el tendón y el hueso. El producto es 100 % sintético y está fabricado con PGA y PLCL; está diseñado para potenciar el entorno biológico, favorecer la remodelación tisular y mejorar los resultados a largo plazo tras la reparación del manguito rotador.
Mediante la tecnología de electrospinning Fluidnatek, Atreon puede producir andamios de nanofibras sintéticas reproducibles con el control de procesos necesario para su desarrollo y fabricación.

«Utilizamos el sistema Fluidnatek LE-500 en la investigación y el desarrollo, así como en la fabricación de la mayoría de nuestros productos. Cuento con más de 20 años de experiencia en electrohilado y estoy muy satisfecho con la facilidad de uso, la uniformidad del producto y el rendimiento de fabricación del sistema Fluidnatek LE-500. El alto voltaje y las múltiples fuentes de alimentación desempeñan un papel fundamental en nuestro proceso de fabricación. Nuestros andamios electrohilados se han utilizado en más de 20 000 intervenciones quirúrgicas hasta la fecha y los fantásticos resultados que obtenemos para nuestros pacientes son posibles gracias a los sistemas de Fluidnatek». — Jed Johnson, CTO en de Atreon Orthopedics.

Resultados

ROTIUM se ha utilizado en más de 10 000 intervenciones quirúrgicas de reparación del manguito rotador, y posteriormente Atreon obtuvo la autorización 510(k) de la FDA para ampliar las indicaciones a las intervenciones quirúrgicas de reparación de tendones.
Atreon afirma que el andamio favorece la reparación en la zona crítica de unión entre el tendón y el hueso y se integra perfectamente en la técnica quirúrgica habitual sin alargar la duración de la intervención.
El resultado es una plataforma de andamios bioabsorbibles de uso clínico que ha ayudado a Atreon a ampliar su oferta en el ámbito de la ortopedia regenerativa.

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contact@fluidnatek.com +34 674071303

En este caso práctico, analizamos cómo MARILYS Blanchy, experta en materiales para dispositivos médicos en APPLUS/RESCOLL, abordó los retos que plantea el desarrollo de andamios (scaffolds) biomiméticos avanzados para la regeneración ósea utilizando nuestra tecnología de electrospinning.

Desafío

«En nuestro esfuerzo por crear andamios biomiméticos avanzados, nos enfrentamos a un reto importante: reproducir tejido totalmente funcional y vascularizado. Estos andamios sirven de plantilla, lo que permite que el tejido endógeno se reconstruya o se regenere de forma eficaz».

Solución

Para dar respuesta a estas necesidades, APPLUS/RESCOLL desarrolló un enfoque multimaterial y multiescala que combina un andamio tridimensional que proporciona soporte mecánico con una membrana electrohilada diseñada como depósito de fármacos e interfaz interactiva con las células. Utilizaron el sistema de electrospinning Fluidnatek LE-100 para ajustar con precisión la morfología de las fibras, la arquitectura del andamio y el comportamiento de liberación.

Marilys Blanchy: «Con el equipo Fluidnatek LE-100 podemos controlar el entorno (temperatura y humedad relativa), disponemos de dos fuentes de alta tensión, diferentes geometrías de colectores (giratorios o planos) y podemos ajustar con precisión el caudal y el desplazamiento lineal de la boquilla durante el proceso de fabricación».

Especificaciones empleadas:

• Temperatura 20 – 50° C
• Humedad relativa 10 -90%
• 2 Alto voltaje: 0 – 30 kV et -30-0 kV
• Colector giratorio: 2 diámetros (18 mm y 100 mm), v = 0-2000 rpm
• Flat collector ; 40*40 cm
• Caudales máximo y mínimo: 1.257-0,73 ml/h
• 2 jeringas de bombeo calentadas hasta 120 °C
• X desplazamiento: 0-100 mm/s

Gracias a estas funciones, el equipo:

• Se ajustaron los parámetros del proceso y ambientales, como la humedad relativa, para modificar la calidad de la fibra, el grosor total, la porosidad y la densidad de las zonas de reparación.
• Se fijaron como objetivo unos diámetros de fibra de aproximadamente 1-2 micrómetros y unos espesores de parche comprendidos entre 500 micrómetros y 1 milímetro, y posteriormente se verificaron estos valores experimentalmente.
• Se ha caracterizado y mejorado la humectabilidad de la superficie, partiendo de una matriz altamente hidrófoba con un ángulo de contacto de unos 130°, y actuando sobre el estado de la superficie para obtener una membrana más hidrófila que favorezca la adhesión celular.
• Se han fabricado fibras de tipo núcleo-cubierta utilizando dos soluciones poliméricas, con lo que se han obtenido núcleos de unos 60 nanómetros y cubiertas de entre 120 y 200 nanómetros, tal y como ha confirmado el microscopio electrónico de transmisión.
• Se evaluó la cinética de liberación de una molécula modelo (calcine) a partir de las fibras obtenidas por electrospinning y se demostró que, aunque los perfiles generales de liberación eran similares, la cantidad total liberada podía ajustarse modificando los parámetros del proceso de electrospinning.

Resultados

Mediante la combinación de un proceso de electrospinning controlado con una minuciosa optimización de los materiales y los procesos, APPLUS/RESCOLL demostró que podía:

• Fabricar matrices electrohiladas con un diámetro, un grosor, una porosidad y una densidad de fibra definidos, adecuadas para aplicaciones de ingeniería tisular.
• Modificar la hidrofilia de la superficie para favorecer la adhesión y la integración celular.
• Generar fibras de estructura núcleo-cubierta reproducibles, capaces de encapsular principios activos en forma liposomal y que permitan ajustar la cantidad de liberación a lo largo del tiempo.
• Trabajar para lograr una producción escalable y con consistencia entre lotes utilizando materiales de grado médico, al tiempo que se estudian las condiciones de esterilización para preservar las propiedades tanto de las fibras como de los principios activos incorporados.

«El electrospinning ha demostrado ser un punto de inflexión en nuestra investigación, ampliando los límites de lo que es posible en la ingeniería tisular». Marilys Blanchy.

En este caso de estudio exploramos cómo el equipo de Matrihealth está abordando el desafío de las heridas crónicas y la formación de cicatrices mediante el desarrollo de andamiajes de nanofibras basadas en elastina de nueva generación utilizando electrospinning.

Desafío

Las heridas crónicas causan un enorme sufrimiento a los pacientes y suponen una carga cada vez mayor para los sistemas sanitarios. Nuestro objetivo era diseñar materiales biomiméticos que restauraran la función de la piel imitando la matriz extracelular rica en elastina.

Solución

Elastin-based nanofiber materials
→ Up to 90% elastin content
→ Sourced from food industry byproducts (sustainable)
→ Biomimetic = mimics native ECM

Resultados

Matrihealth logró resultados significativos mediante:

Desarrollo de andamiajes biomiméticos ricos en elastina
Aislaron elastina a partir de subproductos de la industria alimentaria y la incorporaron en materiales no tejidos producidos mediante electrospinning en altas proporciones (hasta un 90 %), creando materiales que se asemejan estrechamente a la matriz extracelular nativa. Posteriormente, los andamiajes fueron reticulados químicamente para optimizar la estabilidad mecánica y la cinética de degradación.

Ajuste de propiedades mecánicas para la cicatrización de heridas
Variando la proporción de colágeno y elastina, lograron ajustar con precisión la rigidez y la porosidad, obteniendo andamiajes altamente elásticos y completamente degradables, ideales para aplicaciones avanzadas en el cuidado de heridas.

Validación de biocompatibilidad y seguridad
Amplios ensayos —incluyendo citocompatibilidad, niveles de endotoxinas, potencial de irritación, ensayos de tracción y estudios in vivo— demostraron un bajo potencial irritativo, un excelente soporte para las células y la ausencia de reacciones adversas en el tejido tras la implantación.

Producción industrial escalable y rentable
Mediante un proceso de electrospinning escalable a nivel industrial, Matrihealth desarrolló una plataforma versátil para producir no tejidos basados en elastina a gran escala, abriendo la puerta a una nueva generación de apósitos absorbibles basados en proteínas y otros productos biomédicos.

«Desde nuestro punto de vista, el equipo Fluidnatek LE-50 desempeñó un papel fundamental en el desarrollo del material electrohilado. Su configuración sencilla y fiable permitió optimizar rápidamente el sistema de materiales, lo que nos permitió ajustar de manera eficiente los parámetros de procesamiento y realizar iteraciones en las formulaciones en poco tiempo.

Además, la gran flexibilidad del sistema resultó especialmente valiosa. La posibilidad de alternar entre diferentes configuraciones, como las de una sola boquilla o de varias boquillas, así como entre colectores de tambor y de placa, nos permitió adaptar las condiciones del proceso a los requisitos específicos del material y de la estructura de destino.

Otro aspecto importante fue la capacidad de producir láminas de fibra altamente homogéneas. Esto se vio facilitado en gran medida por la unidad Sweeping X, que garantizó una deposición uniforme de la fibra. Dicha homogeneidad era esencial para obtener resultados reproducibles y para llevar a cabo la caracterización microestructural y mecánica del material.

Además, el sistema constituye una solución «todo en uno» para las tareas de desarrollo. No solo da soporte a las actividades clásicas de I+D, sino que también ofrece la capacidad suficiente para producir material a pequeña escala piloto. En nuestro caso, esto nos permitió generar suficiente material para las pruebas in vivo posteriores, lo que garantizó una transición fluida del desarrollo a la aplicación.
Traducción realizada con la versión gratuita del traductor DeepL.com Tobias Hedtke, CTO en Matrihealth Germany.

Si te interesa desarrollar tus propios proyectos de tratamiento avanzado de heridas o de biomateriales con las plataformas de electrospinning de Fluidnatek, no dudes en ponerte en contacto con nosotros: estamos aquí para ayudarte a convertir tus ideas en soluciones listas para su uso en pacientes.