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Abstract: About two decades ago, medicine experienced a revolutionary approach, driven by technological development in manufacturing techniques and scientific advances in the medical and life sciences, the field took on the challenge of regenerating tissue and organs damaged by disease, trauma, or hereditary issues, incorporating additive manufacturing as one of its strategies. Since its inception, regenerative medicine has developed techniques like tissue engineering, cellular therapy, medical devices, and artificial organs to provide wound healing and orthopedic applications. The incorporation of additive manufacturing allowed to recreate biologically appropriate environments for cell reproduction and growth that, eventually, lead to useful, regenerated tissue or organs. The objective of the present work is to review recent advances in the application of additive manufacturing techniques and ad hoc biomaterials in the field of regenerative medicine, to determine their impact in the development of new therapies for tissue engineering.

Resumen: Hace aproximadamente dos décadas, la medicina experimentó un enfoque revolucionario, impulsado por el desarrollo tecnológico en técnicas de fabricación y los avances científicos en las ciencias médicas y de la vida. El campo asumió el desafío de regenerar tejidos y órganos dañados por enfermedades, traumatismos o problemas hereditarios, incorporando la fabricación aditiva como una de sus estrategias. Desde su inicio, la medicina regenerativa ha desarrollado técnicas como la ingeniería de tejidos, la terapia celular, los dispositivos médicos y los órganos artificiales para proporcionar cicatrización de heridas y aplicaciones ortopédicas. La incorporación de la fabricación aditiva ha permitido recrear entornos biológicamente apropiados para la reproducción y crecimiento celular, lo que eventualmente ha llevado a la obtención de tejidos u órganos regenerados útiles. El objetivo de este trabajo es revisar los avances recientes en la aplicación de técnicas de fabricación aditiva y biomateriales ad hoc en el campo de la medicina regenerativa, para determinar su impacto en el desarrollo de nuevas terapias para la ingeniería de tejidos.

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El presente trabajo muestra la obtención de un material a partir de un polímero sintético (TerP) y otro natural, mediante entrecruzamiento físico y su caracterización fisicoquímica y biológica, con el fin de emplearlos para regeneración de tejido óseo. Las membranas fueron obtenidas por la técnica de evaporación del solvente y caracterizadas por espectroscopia FTIR, ensayos de hinchamiento, medidas de ángulo de contacto y microscopia electrónica de barrido (SEM). Se encontró que la compatibilidad entre los polímeros que la constituyen es estable a pH fisiológico y que, al incorporar mayor cantidad del TerP a la matriz, esta se vuelve más hidrofóbica y porosa. Además, teniendo en cuenta la aplicación prevista para dichos materiales, se realizaron estudios de biocompatibilidad y citotoxicidad con células progenitoras de médula ósea (CPMO) y células RAW264.7, respectivamente. Se evaluó la proliferación celular, la producción y liberación de óxido nítrico (NO) al medio de cultivo durante 24 y 48 horas y la expresión de citoquinas proinflamatorias IL-1ß y TNF-α de las células crecidas sobre los biomateriales variando la cantidad del polímero sintético. Se encontró mayor proliferación celular y menor producción de NO sobre las matrices que contienen menos proporción del TerP, además de poseer una mejor biocompatibilidad. Los resultados de este estudio muestran que el terpolímero obtenido y su combinación con un polímero natural es una estrategia muy interesante para obtener un biomaterial con posibles aplicaciones en medicina regenerativa y que podría extenderse a otros sistemas estructuralmente relacionados. (AU)

In the present work, the preparation of a biomaterial from a synthetic terpolymer (TerP) and a natural polymer, physically crosslinked, is shown. In order to evaluate the new material for bone tissue regeneration, physicochemical and biological characterizations were performed. The membranes were obtained by solvent casting and characterized using FTIR spectroscopy, swelling tests, contact angle measurements, and scanning electron microscopy (SEM). It was found that the compatibility between the polymers is stable at physiological pH and the incorporation of a higher amount of TerP into the matrix increases hydrophobicity and porosity.Furthermore, considering the intended application of these materials, studies of biocompatibility and cytotoxicity were conducted with Bone Marrow Progenitor Cells (BMPCs) and RAW264.7 cells, respectively. Cell proliferation, NO production and release into the culture medium for 24 and 48 hours, and proinflammatory cytokine expression of IL-1ß and TNF-α from cells grown on the biomaterials while varying the amount of the synthetic polymer were evaluated. Greater cell proliferation and lower NO production were found on matrices containing a lower proportion of TerP, in addition to better biocompatibility. The results of this study demonstrate that the obtained terpolymer and its combination with a natural polymer is a highly interesting strategy for biomaterial preparation with potential applications in regenerative medicine. This approach could be extended to other structurally related systems. (AU)

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RESUMEN Introducción: Los mecanismos reparativos logrados con los procedimientos de cobertura radicular presentan una gran complejidad por el crecimiento adelantado del tejido epitelial y conectivo gingival durante la cicatrización, por lo que en la actualidad se promueven nuevas técnicas plásticas que permiten no solo el aislamiento de estos, sino el aporte de elementos biológicos que pueden tributar a una regeneración de varios de los tejidos perdidos por la enfermedad distrófica. Objetivo: Describir los procesos de regeneración de los tejidos perdidos por la enfermedad distrófica, durante la cicatrización de las diferentes técnicas plásticas periodontales. Método: Se realizó una revisión bibliográfica de la literatura disponible, a través de la búsqueda automatizada en las bases de datos: SciELO, Pubmed, Scopus y Elsevier, que abarcaron los años desde el 2012 hasta el 2021. Se evaluaron 98 artículos, y el estudio se circunscribió a los 35 que se enfocaban de manera integral en la temática. Conclusiones: El proceso de cicatrización de los injertos de tejidos blandos se logra a expensas de la migración del epitelio gingival sobre la porción coronaria de la recesión periodontal y una inserción fibrosa en la región apical del injerto. Con la regeneración tisular guiada se logra mantener al epitelio en una posición coronal a la recesión periodontal y una conexión fibrosa en la mayor extensión de la raíz expuesta. La membrana de fibrina rica en plaquetas actúa como barrera que modula la regeneración del sitio y aporta factores de crecimiento y otros elementos celulares que inducen el proceso regenerativo.

ABSTRACT Introduction: the reparative mechanisms achieved with root coverage procedures present a great complexity due to the advanced growth of the gingival epithelial and connective tissue during healing, for which new plastic techniques are currently promoted, allowing us not only the isolation of these, but the contribution of biological elements that can contribute to a regeneration of several of the tissues lost by dystrophic disease. Objective: to describe the regeneration processes of the tissues lost by the dystrophic disease, during the healing of the different periodontal plastic techniques. Methods: a bibliographic review of the available literature was carried out through the automated search in SciELO, Pubmed, Scopus and Elsevier databases from 2012 to 2021. A number of 98 articles was evaluated, and the study was limited to the 35 that focused comprehensively on the subject. Conclusions: the healing process of soft tissue grafts is achieved at the expense of the migration of the gingival epithelium over the coronary portion of the periodontal recession and a fibrous insertion in the apical region of the graft. It is possible to maintain the epithelium in a coronal position to the periodontal recession and a fibrous connection in the greatest extension of the exposed root with guided tissue regeneration. The platelet-rich fibrin membrane acts as a barrier that modulates the regeneration of the site and provides growth factors and other cellular elements that induce the regenerative process.

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Abstract At present, tissue engineering is transforming the area of cardiovascular regenerative medicine, which combines the principles and methods of materials engineering and biological sciences, interacting with biochemical and physicochemical factors, for the understanding of their structure-function relationship. Thus, the course of diseases is reoriented by implementing methods and procedures involved in the regeneration of organs and tissues by means of the interaction with biocompatible matrices, pre-treated organs or stem cell management, among others, thus recovering the functionality in the system affected by acquired pathologies, alterations or congenital defects. Consequently, these procedures are increasingly becoming one the most promising treatment alternative for patients who suffer from any type of functional deficit. Known that all these possibilities make cell cultures a promising study environment to be used in biomedical applications, especially in tissue engineering and regenerative medicine, this manuscript presents a general reviews of established cell lines or primary tissue lines and how cell cultures serve as a model before experimental work on laboratory animals and human subjects which makes it a valuable tool for broad models of study in the research on cardiology.

Resumen En la actualidad, la ingeniería de tejidos está transformando el área de la medicina regenerativa cardiovascular, combinando los principios y métodos de la ingeniería de materiales y las ciencias biológicas, interactuando entre factores bioquímicos y fisicoquímicos, para la comprensión de su relación estructura-función. Así, el curso de las enfermedades se viene a reorientar mediante la implementación de métodos y procedimientos implicados en la regeneración de órganos y tejidos a través de la interacción con matrices biocompatibles, órganos pretratados o manejo de células madre, entre otros, recuperando así la funcionalidad en el sistema afectado por enfermedades adquiridas y alteraciones o defectos congénitos. En consecuencia, estos procedimientos se están convirtiendo en una de las alternativas de tratamiento cada vez más prometedoras para los pacientes que sufren de algún tipo de alteración funcional. Considerando que todas estas posibilidades hacen de los cultivos celulares un entorno de estudio prometedor para ser utilizado en aplicaciones biomédicas, especialmente en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, este manuscrito presenta una revisión general de las líneas celulares establecidas o líneas de tejido primario y cómo los cultivos celulares sirven como modelo de evaluación antes del trabajo experimental en animales de laboratorio y sujetos humanos, lo cual los convierte en una herramienta valiosa para amplios modelos de estudio en la investigación en cardiología.

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Introdução: As limitações das terapias atuais para doenças degenerativas da articulação temporomandibular (ATM) levaram ao aumento do interesse em estratégias regenerativas. A engenharia de tecidos (ET), combinando células-tronco, arcabouços e fatores de crescimento, pode fornecer uma substituição biológica funcional e permanente das estruturas da ATM, além de prevenir o avanço de doenças degenerativas. Objetivo: Este artigo descreve as perspectivas atuais da ET das estruturas da ATM em modelos animais. Metodologia: As abordagens da ET foram categorizadas de acordo com as estruturas primárias da ATM: 1) o disco articular, 2) o côndilo mandibular e 3) a fossa glenóide e eminência articular. Resultados: As áreas com a maior quantidade de estudos são o côndilo mandibular e disco articular, em estudos que abordam o uso de arcabouços tridimensionais, de origem sintética e/ou natural, podendo ou não estar associados a células tronco (diferenciadas ou não) e a fatores de crescimento. Conclusão: A ET da ATM ainda é uma área relativamente nova, em desenvolvimento e em constante avanço. Os avanços tecnológicos desenvolvidos nessa área têm o potencial de auxiliar no desenvolvimento de terapias mais eficientes e menos invasivos... (AU)

Introducción: Las limitaciones de las terapias actuales para las enfermedades degenerativas de la articulación temporomandibular (ATM) han llevado a un mayor interés en las estrategias regenerativas. La ingeniería de tejidos, que combina células, andamios y factores de crecimiento, puede proporcionar un reemplazo biológico funcional y permanente de las estructuras de la ATM, además de prevenir el avance de enfermedades degenerativas. Objetivo: Este artículo describe las perspectivas actuales de la ingeniería de tecidos de las estructuras de la ATM en modelos animales. Metodología: Los enfoques de ingeniería de tejidos se clasificaron según las estructuras primarias de la ATM: 1) el disco articular, 2) el cóndilo mandibular y 3) la fosa glenoidea y la eminencia articular. Resultados: Las áreas con mayor número de estudios son el cóndilo mandibular y el disco articular, en estudios que abordan el uso de estructuras tridimensionales, de origen sintético y/o natural, que pueden o no estar asociadas a células (diferenciadas o no) y con factores de crecimiento. Conclusión: La ingeniería de tejidos de la ATM es todavía un área relativamente nueva, en desarrollo y em constante avance. Los avances tecnológicos desarrollados en esta área tienen el potencial de ayudar en el desarrollo de terapias más eficientes y menos invasivas... (AU)

Introduction: The limitations of current therapies for degenerative diseases of the temporomandibular joint (TMJ) have led to increased interest in regenerative strategies. Tissue engineering (TE), combining stem cells, scaffolds, and growth factors, can provide a functional and permanent biological replacement of TMJ structures, in addition to preventing the advancement of degenerative diseases. Aim: This article describes current TE perspectives of TMJ structures in animal models. Methods: TE approaches were categorized according to the primary TMJ structures: 1) the articular disc, 2) the mandibular condyle, and 3) the glenoid fossa and articular eminence. Results: The areas with the greatest number of studies are the mandibular condyle and articular disc, in studies that address the use of three-dimensional scaffolds, of synthetic and/or natural origin, which may or may not be associated with stem cells (differentiated or not) and with growth factors. Conclusion: TE of the TMJ is still a relatively new, developing, and constantly advancing area. The technological advances developed in this area have the potential to assist in the development of more efficient and less invasive therapies... (AU)

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ABSTRACT Tissue engineering involves anchorage-dependent cells cultured on scaffolds, with growth factors added to facilitate cell proliferation. Its use in transplants implies the risk of bacterial infection. The current contribution describes the preparation and antibacterial evaluation of a chitosan-based hydrogel physically cross-linked with poly(l-lactic-coɛ-caprolactone) (PLCL) and enriched with zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) and trace elements (potassium and magnesium). The material was developed as a scaffold with built-in antibacterial properties. Chitosan and PLCL are biocompatible support materials applied in medicine for the repair and regeneration of damaged tissues, objectives promoted by ZnO NPs and the aforementioned trace elements. The ZnO NPs were elaborated by chemical coprecipitation. The materials were characterized by XRD, FT-IR, and SEM. Antibacterial testing was performed with strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus by the Kirby-Bauer method, in accordance with the NCCLS and CLSI guidelines. It was possible to obtain a homogeneous hydrogel with adequate morphology and distribution of elements. The hydrogel with 300 mM of Mg, K, and ZnO NP's showed antibacterial inhibition halos of 13 mm for S. aureus and 19 mm for E. coli. This innovative biomaterial with trace elements holds promise for tissue engineering by considering the challenge of bacterial infection.

RESUMEN La ingeniería de tejidos involucra el uso de células cultivadas en andamios con adiciones de factores de crecimiento para facilitar la proliferación celular. Su uso en trasplantes implica riesgo de infección bacteriana. La contribución actual describe la preparación y evaluación antibacteriana de un hidrogel a base de quitosano físicamente reticulado con poli (l-láctico-co-ɛ-caprolactona) (PLCL) enriquecido con nanopartículas de óxido de zinc (NP de ZnO) y oligoelementos (potasio y magnesio). El material se desarrolló como un andamio con propiedades antibacterianas. El quitosano y el PLCL son materiales de soporte biocompatibles aplicados en medicina para la reparación y regeneración de tejidos dañados, propiedades promovidas por las NP´s de ZnO y los oligoelementos antes mencionados. Las NP de ZnO se elaboraron mediante coprecipitación química. Los materiales se caracterizaron por DRX, FT-IR y SEM. Las pruebas antibacterianas se realizaron con cepas de Escherichia coli y Staphylococcus aureus por el método de KirbyBauer de acuerdo con las guías NCCLS y CLSI. Se pudo obtener un hidrogel homogéneo con adecuada morfología y distribución de elementos. El hidrogel con 300 mM de NP ZnO y oligoelementos mostró halos de inhibición antibacteriana de 13 mm para S. aureus y 19 mm para E. coli. Este biomaterial innovador con oligoelementos es prometedor para la ingeniería de tejidos al considerar el desafío de la infección bacteriana.

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Introdução: As limitações das terapias atuais para doenças degenerativas da articulação temporomandibular (ATM) levaram ao aumento do interesse em estratégias regenerativas. A engenharia de tecidos (ET), combinando células-tronco, arcabouços e fatores de crescimento, pode fornecer uma substituição biológica funcional e permanente das estruturas da ATM, além de prevenir o avanço de doenças degenerativas. Objetivo: Este artigo descreve as perspectivas atuais da ET das estruturas da ATM em modelos animais. Metodologia: As abordagens da ET foram categorizadas de acordo com as estruturas primárias da ATM: 1) o disco articular, 2) o côndilo mandibular e 3) a fossa glenóide e eminência articular. Resultados: As áreas com a maior quantidade de estudos são o côndilo mandibular e disco articular, em estudos que abordam o uso de arcabouços tridimensionais, de origem sintética e/ou natural, podendo ou não estar associados a células tronco (diferenciadas ou não) e a fatores de crescimento. Conclusão: A ET da ATM ainda é uma área relativamente nova, em desenvolvimento e em constante avanço. Os avanços tecnológicos desenvolvidos nessa área têm o potencial de auxiliar no desenvolvimento de terapias mais eficientes e menos invasivos... (AU)

Introducción: Las limitaciones de las terapias actuales para las enfermedades degenerativas de la articulación temporomandibular (ATM) han llevado a un mayor interés en las estrategias regenerativas. La ingeniería de tejidos, que combina células, andamios y factores de crecimiento, puede proporcionar un reemplazo biológico funcional y permanente de las estructuras de la ATM, además de prevenir el avance de enfermedades degenerativas. Objetivo: Este artículo describe las perspectivas actuales de la ingeniería de tecidos de las estructuras de la ATM en modelos animales. Metodología: Los enfoques de ingeniería de tejidos se clasificaron según las estructuras primarias de la ATM: 1) el disco articular, 2) el cóndilo mandibular y 3) la fosa glenoidea y la eminencia articular. Resultados: Las áreas con mayor número de estudios son el cóndilo mandibular y el disco articular, en estudios que abordan el uso de estructuras tridimensionales, de origen sintético y/o natural, que pueden o no estar asociadas a células (diferenciadas o no) y con factores de crecimiento. Conclusión: La ingeniería de tejidos de la ATM es todavía un área relativamente nueva, en desarrollo y en constante avance. Los avances tecnológicos desarrollados en esta área tienen el potencial de ayudar en el desarrollo de terapias más eficientes y menos invasivas... (AU)

Introduction: The limitations of current therapies for degenerative diseases of the temporomandibular joint (TMJ) have led to increased interest in regenerative strategies. Tissue engineering (TE), combining stem cells, scaffolds, and growth factors, can provide a functional and permanent biological replacement of TMJ structures, in addition to preventing the advancement of degenerative diseases. Aim: This article describes current TE perspectives of TMJ structures in animal models. Methods: TE approaches were categorized according to the primary TMJ structures: 1) the articular disc, 2) the mandibular condyle, and 3) the glenoid fossa and articular eminence. Results: The areas with the greatest number of studies are the mandibular condyle and articular disc, in studies that address the use of three-dimensional scaffolds, of synthetic and/ or natural origin, which may or may not be associated with stem cells (differentiated or not) and with growth factors. Conclusion: TE of the TMJ is still a relatively new, developing, and constantly advancing area. The technological advances developed in this area have the potential to assist in the development of more efficient and less invasive therapies... (AU)

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Resumen Durante las últimas décadas, la submucosa del intestino delgado (SID), una matriz extracelular descelularizada (MEC) de origen natural, ha atraído atención en la reparación de tejidos porque puede proporcionar abundantes factores bioactivos y un microambiente biomimético de tres dimensiones para inducir las funciones celulares deseadas. En este artículo se revisan las últimas investigaciones sobre SID, que se centran en los siguientes aspectos: superioridad principal como una notable bioactividad, baja inmunogenicidad, reabsorbibilidad y capacidad de recelularización. Se reporta como la adhesión, proliferación, migración y diferenciación de las células se ve influenciada cuando son depositadas sobre este soporte, debido a sus características. Se presenta el gran potencial de este biomaterial para resolver los problemas de cuello de botella que se encuentran en la reparación de varios tejidos, convirtiéndola en un excelente biomaterial para uso en medicina regenerativa basada en ingeniería de tejidos. Palabras clave: Reparación de tejidos, matriz extracelular, Biomateriales, Ingeniería de tejidos, Propiedades fisicoquímicas.

Over the past decades, the small intestine submucosa (SID), a naturally occurring decellularized extracellular matrix (ECM), has attracted attention in tissue repair because it can provide abundant bioactive factors and a three-dimensional biomimetic microenvironment to induce the functions desired cell phones. This article reviews the latest research on SID, which focuses on the following aspects: main superiority as remarkable bioactivity, low immunogenicity, resorbability and recellularization capacity. It is reported how the adhesion, proliferation, migration and differentiation of cells is influenced when they are deposited on this support, due to its characteristics. The great potential of this biomaterial is presented to solve the bottleneck problems found in the repair of various tissues, making it an excellent biomaterial for use in regenerative medicine based on tissue engineering.

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RESUMEN Introducción: los avances científico-técnicos en el campo de la Biología celular y molecular han permitido restaurar y mejorar la función de órganos y tejidos lesionados por ciertas enfermedades y traumatismos. La Ingeniería de tejido se define como el uso de los principios y métodos de la Ingeniería, la Biología y la Bioquímica, los cuales están orientados a la comprensión de la estructura y la función de los tejidos normales y patológicos, y al consecuente desarrollo de sustitutos biológicos para restaurar, mantener o mejorar su función. Objetivo: realizar un acercamiento a algunos aspectos de la Biología celular y molecular vinculada con la Ingeniería tisular ósea. Métodos: se realizó una búsqueda bibliográfica en SciELO Cuba y en Google académico durante el período de 1 de marzo al 28 de abril de 2018. Se evaluaron 134 artículos y el estudio se circunscribió a los 25 artículos que se enfocaban en estas temáticas de manera integral. Conclusiones: se ofreció una visión general de los avances que se han obtenido en la Biología celular y molecular, y en particular a: la aplicación de los factores de crecimiento en la Ingeniería del tejido óseo, así como sus futuras perspectivas. Se concluyó que es fundamental consolidar una base apropiada de conocimientos sobre la Biología celular y molecular y el desarrollo actual de la Ingeniería del tejido óseo.

ABSTRACT Introduction: scientific and technical advances in the field of cellular and molecular biology have allowed restoring and improving the function of organs and tissues injured by certain diseases and trauma. Tissue engineering is defined as the use of the principles and methods of Engineering, Biology and Biochemistry, which are aimed at understanding the structure and function of normal and pathological tissues, and the consequent development of biological substitutes to restore, maintain or improve their function. Objective: to carry out an approach to some aspects of cellular and molecular biology related to bone tissue engineering. Methods: a bibliographic review was carried out in SciELO Cuba and Google Scholar from March 1 to April 28, 2018. A number of 134 articles were evaluated and the study was limited to 25 articles that focused on these topics in an integral way. Conclusions: an overview of the advances that have been obtained in cellular and molecular biology was offered, particularly to the application of growth factors in bone tissue engineering, as well as its future perspectives. We concluded that it is essential to consolidate an appropriate knowledge base on cellular and molecular biology and the current development of bone tissue engineering.

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Three-dimensional (3D) bioprinting of cells is an emerging area of research but has not been explored yet in the context of periodontal tissue engineering. Objetive: This study reports on the optimization of the 3D bioprinting scaffolds and tissues used that could be applied clinically to seniors for the regenerative purpose to meet individual patient treatment needs. Material and Methods: We methodically explored the printability of various tissues (dentin pulp stem/progenitor cells, periodontal ligament stem/progenitor cells, alveolar bone stem/progenitor cells, advanced platelet-rich fibrin and injected platelet-rich fibrin) and scaffolds using 3D printers pertaining only to periodontal defects. The influence of different printing parameters with the help of scaffold to promote periodontal regeneration and to replace the lost structure has been evaluated. Results: This systematic evaluation enabled the selection of the most suited printing conditions for achieving high printing resolution, dimensional stability, and cell viability for 3D bioprinting of periodontal ligament cells. Conclusion: The optimized bioprinting system is the first step towards the reproducible manufacturing of cell laden, space maintaining scaffolds for the treatment of periodontal lesions.

La bioimpresión tridimensional (3D) de células es un área emergente de investigación, pero aún no se ha explorado en el contexto de la ingeniería de tejidos periodontales. Objetivo: Este estudio informa sobre la optimización de los tejidos y andamios de bioimpresión 3D utilizados que podrían aplicarse a personas mayores en el entorno clínico con fines regenerativos para satisfacer las necesidades de tratamiento de cada paciente. Material y Métodos: Exploramos metódicamente la capacidad de impresión de varios tejidos (células madre / progenitoras de la pulpa de dentina, células madre / progenitoras del ligamento periodontal, células madre / progenitoras de hueso alveolar, fibrina rica en plaquetas avanzada y fibrina rica en plaquetas inyectada) y andamios utilizando impresoras 3D que pertenecen solo a defectos periodontales. Se ha evaluado la influencia de diferentes parámetros de impresión con la ayuda de andamios para promover la regeneración periodontal y reemplazar la estructura perdida. Resultados: Esta evaluación sistemática permitió la selección de las condiciones de impresión más adecuadas para lograr una alta resolución de impresión, estabilidad dimensional y viabilidad celular para la bioimpresión 3D de células del ligamento periodontal. Conclusión: El sistema de bioimpresión optimizado es el primer paso hacia la fabricación reproducible de andamios de mantenimiento de espacio cargados de células para el tratamiento de lesiones periodontales

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Resumen La impresión 3D es una tecnología interesante en constante evolución. También conocida como manufactura aditiva, consiste en la conversión de diseños digitales a modelos físicos mediante la adición de capas sucesivas de material. En años recientes, y tras el vencimiento de múltiples patentes, diversos campos de las ciencias de la salud se han interesado en sus posibles usos, siendo la cirugía plástica una de las especialidades médicas que más ha aprovechado sus ventajas y aplicaciones, en especial la capacidad de crear dispositivos altamente personalizados a costos accesibles. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo del presente artículo es describir los usos de la impresión 3D en cirugía plástica reconstructiva a partir de una revisión de la literatura. Las principales aplicaciones de la impresión 3D descritas en la literatura incluyen su capacidad para crear modelos anatómicos basados en estudios de imagen de pacientes, que a su vez permiten planificar procedimientos quirúrgicos, fabricar implantes y prótesis personalizadas, crear instrumental quirúrgico para usos específicos y usar biotintas en ingeniería tisular. La impresión 3D es una tecnología prometedora con el potencial de implementar cambios positivos en la práctica de la cirugía plástica reconstructiva en el corto y mediano plazo.

Abstract 3D printing is an interesting technology in constant evolution. Also known as additive manufacturing, it consists of the conversion of digital designs into physical models by successively adding material layer by layer. In recent years, and after the expiration of multiple patents, several fields of health sciences have approached this type of technology, plastic surgery being one of the medical specialties that has taken advantage of its benefits and applications, especially the ability to create highly customized devices at low costs. With this in mind, the objective of this work is to describe the uses of 3D printing in reconstructive plastic surgery based on a literature review. The main applications of 3D printing described in the literature include its ability to create anatomical models based on patient imaging studies, which in turn allow planning surgical procedures, manufacturing custom implants and prostheses, creating surgical or instrumental simulators, and using bioinks in tissue engineering. 3D printing is a promising technology with the potential to cause positive changes in the field of reconstructive plastic surgery in the short and medium term.

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Resumen Objetivo: describir el estado del arte del marcapasos biológico y las perspectivas para crear tejido cardíaco de marcapasos utilizando modernas tecnologías genéticas y de ingeniería de tejidos. Métodos: revisión sistemática de la literatura. Resultados: los marcapasos se han convertido en el tratamiento primordial para cierto tipo de arritmias o bloqueos avanzados sintomáticos. Somos testigos de mejoras continuas en la tecnología del dispositivo, con avances en el diseño del cable, el tamaño del generador, la longevidad de la batería y los algoritmos de software que se han traducido en dispositivos más pequeños con funcionalidad mejorada. En la actualidad existen muchos sistemas implantables de cardioestimulación capaces de reemplazar la función de los marcapasos fisiológicos (seno y nódulos aurículo-ventriculares) que incluyen los recientemente desarrollados marcapasos secuenciales y autoprogramables. En la última década la investigación ha confirmado que el marcapasos biológico se puede crear mediante la terapia génica y la terapia celular. Hoy existen dos enfoques para construir marcapasos biológicos: uno es para introducir genes de marcapasos en células madre mesenquimales, y el otro es para inducir células madre pluripotentes en las células del nódulo sinoauricular. Conclusiones: los marcapasos biológicos, actualmente en la etapa preclínica, podrían ser una alternativa a los dispositivos electrónicos para pacientes seleccionados en el futuro.

Abstract Objective: To describe the state of the art of biological pacemakers and the perspectives for creating cardiac pacing tissue using modern genetic and tissue engineering technologies. Methods: A systematic review of the literature. Results: Pacemakers have become the first line treatment for certain types of arrhythmias and advanced symptomatic blocks. We are witnessing continuous improvements in the technology of the device, with advances in the design of the cable, the size of the generator, the longevity of the battery, as well as the software algorithms that have led to smaller devices with improved functions. There are currently many cardiac stimulation implantable systems capable of replacing the function of physiological pacemakers systems (sinus and atrial-ventricular nodes) that include the recently developed sequential and self-programmable pacemakers. In the last ten years or so, studies have confirmed that biological pacemakers can be created using gene therapy and cell therapy. There are currently to main efforts to construct biological pacemakers. One is to introduce pacemaker genes in mesenchymal stem cells, and the other is to introduce pluripotent stem cells in cells of the sinoatrial node. Conclusions: Biological pacemakers, currently in the pre-clinical stage, could be an alternative to the electronic devices for selected patients in the future.

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Propósito/Contexto. Este artículo tiene como objetivo exponer el panorama de las tecnologías disruptivas en la medicina regenerativa y la solución que plantean para la obtención de órganos y tejidos artificiales. En la actualidad, los métodos existentes, como los trasplantes y xenotrasplantes, han demostrado ser poco efectivos para solventar esa problemática de salud pública mundial. Metodología/Enfoque. Se hace una revisión de tecnologías como la ingeniería de tejidos, la ingeniería genética, la nanomedicina y la nanotecnología, que buscan sustituir o mejorar los métodos actuales. Resultados/Hallazgos. Las tecnologías disruptivas plantean aspectos bioéticos que deben ser vistos desde otra perspectiva; la manipulación de la materia a escala atómica y molecular abren un sinnúmero de posibilidades para mejorar la calidad de vida del hombre e incluso, prolongarla. Surge el concepto de nanobioética, en el que se toman los principios de la bioética contemporánea y se proyectan a escalas nanométricas para analizar las implicaciones positivas y negativas de la vida en esas dimensiones. Discusión/Conclusiones/Contribuciones. Los avances y tecnologías disruptivas plantean un impacto en la atención sanitaria, cambios socioculturales y nuevos paradigmas que implican desafíos desde lo científico, lo técnico y lo bioético.

Purpose/Context. The article aims to provide an overview of disruptive technologies in regenerative medicine as a solution to obtaining artificial organs and tissues. Existing methods such as transplants and xenotransplants have proven to be ineffective in resolving this world public health problem. Method/Approach. Technologies such as tissue engineering, genetic engineering, nanomedicine, and nanotechnology are addressed, which seek to replace or improve current methods. Results/Findings. Disruptive technologies involve bioethical aspects that must be considered from another perspective. The manipulation of matter on atomic and molecular scales opens up countless possibilities for improving the quality of human life and even extending it. As a result, the concept of nanobioethics has emerged, which takes the principles of contemporary bioethics and projects them on nanometric scales to analyze the positive and negative implications for life in these dimensions. Discussion/Conclusions/Contributions. Advances and disruptive technologies impact health care, produce sociocultural changes, and give rise to new paradigms, posing scientific, technical, and bioethical challenges.

Objetivo/Contexto. O presente artigo tem como objetivo expor o panorama respeito das tecnologias disruptivas na medicina regenerativa, e a solução que propõem para a obtenção de órgãos e tecidos artificiais. Atualmente os métodos existentes, como os transplantes e xenotransplantes, provaram ser pouco eficaz para resolver um problema de saúde pública mundial. Metodologia/Abordagem. Nesse sentido, é feita uma revisão de tecnologias como a engenharia de tecidos, a engenharia genética, a nanomedicina e a nanotecnologia, que buscam substituir ou melhorar os métodos atuais. Resultados/Descobertas. As tecnologias disruptivas colocam aspectos bioéticos que devem ser vistos sob outra perspectiva, a manipulação da matéria em escala atômica e molecular abrem inúmeras possibilidades para melhorar a qualidade de vida do homem e até prolongá-la. Surge então o conceito de nanobioética, no qual se tomam os princípios da bioética contemporânea, projetam-se em escalas nanométricas, buscando analisar as implicações positivas e negativas da vida nessas dimensões. Discussão/Conclusões/Contribuições. Os avanços e as tecnologias disruptivas causam impacto nos cuidados de saúde, mudanças socioculturais e novos paradigmas que implicam desafios nos aspectos científico, técnico e bioético.

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ABSTRACT In recent years, tissue engineering has evolved considerably, due to the problems in the biomedical area concerning tissue regeneration therapies. Currently, work has been focused on the synthesis and physicochemical characterization of poly lactic acid scaffolds, a synthetic polyester that has been extensively study for its excellent biocompatibility and biodegradability. Moreover, sterilization strategies of scaffold are a crucial step for its application in tissue regeneration, however, the sterilization process have to maintain the structural and biochemical properties of the scaffold. Therefore, it is very important to carry out studies on the sterilization methods of the sample's material, since translational medicine is intended for in vivo applications. The aim of the present study was designed to analyze the effects of different sterilization techniques, i.e. ethylene oxide (ETO), gamma radiation (GR) and hydrogen peroxide- based plasma (H2O2) in biodegradable PLA scaffolds, and to determine the best sterilization technique to render a sterile product with minimal degradation and deformation, and good tissue response. Analysis of surface morphology showed that ETO and GR modified the PLA scaffolds without any change in its chemical composition. Moreover, the histological response showed that the scaffolds are biocompatible and those sterilized by GR showed a more severe inflammatory response, accompanied with the presence of giant foreign body cells. In conclusion, the results show that among sterilization techniques used in the preset study, the best results were observed with H2O2 sterilization, since it did not significantly modify the surface structure of the PLA fibers and their in vivo response did not cause an unfavorable tissue reaction.

RESUMEN En los últimos años, la ingeniería de tejidos ha evolucionado considerablemente, debido a las incógnitas en las terapias de regeneración en el área biomédica. Actualmente, se ha trabajado en la síntesis y caracterización fisicoquímica de andamios de poliácido láctico, el cual es un polímero sintético que se ha estudiado para aplicaciones en ingeniería de tejidos, debido a su biocompatibilidad y biodegradabilidad. El proceso de esterilización es un paso crucial en la aplicación de andamios en terapias de regeneración, sin embargo, la técnica de esterilización debe mantener las propiedades estructurales y bioquímicas del andamio. Por lo tanto, es muy importante realizar estudios sobre los métodos de esterilización de dichos andamios, ya que la medicina traslacional está diseñada para aplicaciones in vivo. El objetivo del presente estudio fue analizar los efectos de diferentes técnicas de esterilización como óxido de etileno (ETO), radiación gamma (GR) y plasma a base de peróxido de hidrógeno (H2O2) en andamios biodegradables de PLA, y determinar la mejor técnica de esterilización con mínima degradación y deformación, así como una respuesta tisular favorable. La estructura de la superficie de los andamios de PLA se modificó principalmente con las técnicas de óxido de etileno y radiación gamma, sin embargo, ninguna técnica modificó su composición química. Con la respuesta histológica se demostró que los andamios de PLA son biocompatibles y que los esterilizados por radiación gamma desencadenan una mayor respuesta inflamatoria y la formación de células gigantes de cuerpo extraño. En conclusión, los resultados muestran que las técnicas de esterilización utilizadas pueden modificar la morfología del andamio, sin embargo; los mejores resultados se observaron con la esterilización por plasma a base de peróxido de hidrógeno, ya que no modificó significativamente la estructura de la superficie de las fibras de PLA y su respuesta in vivo no provocó una reacción desfavorable en el tejido.

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Abstract 20. The success of tissue engineering in combination with tissue regeneration depends on the behavior and cellular activity in the biological processes developed within a structure that functions as a support, better known as scaffolds, or directly at the site of the injury. The cell-cell and cell-biomaterial interaction are key factors for the induction of a specific cell behavior, together with the bioactive factors that allow the formation of the desired tissue. Mesenchymal Stem Cells (MSC) can be isolated from the umbilical cord and bone marrow; however, the behavior of Dental Pulp Stem Cells (DPSC) has been shown to have a high potential for the formation of bone tissue, and these cells have even been able to induce the process of angiogenesis. Advances in periodontal regeneration, dentin-pulp complex, and craniofacial bone defects through the induction of MSC obtained from tooth structures in in vitro-in vivo studies have permitted the obtaining of clinical evidence of the achievements obtained to date.

Resumen 24. El éxito de la ingeniería de tejidos en combinación con la regeneración de tejidos depende del comportamiento y la actividad celular en los procesos biológicos desarrollados dentro de una estructura que funciona como soporte mejor conocida como andamio o directamente en el sitio de la lesión. La interación célula-célula y célula-biomaterial son factores claves para la inducción a un comportamiento célular específico junto con factores bioactivos que permitan la formación del tejido deseado. Las células troncales mesenquimales (MSCs) pueden ser aisladas del cordón umbilical y de la medula ósea, sin embargo, el comportamiento de las células troncales de pulpa dental (DPSCs) han demostrado tener un alto potencial para la formación de tejido óseo e incluso han logrado inducir el proceso de angiogénesis. Avances en la regeneración periodontal, complejo dentino-pulpar y defectos óseos craneofaciales a travez de la inducción de MSCs obtenidas de estructuras de dientes en estudios in vitro-in vivo han permitido obtener evidencia clínica de los logros obtenidos hasta el momento.

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SUMMARY: Matrigel is a basement membrane matrix extracted from the EHS mouse tumor containing extracellular matrix protein, its main components are laminin, type IV collagen, nestin, heparin sulfate, growth factor and matrix metalloproteinase.At room temperature, Matrigel polymerized to form a three dimensional matrix with biological activity. It can simulate the structure, composition, physical properties and functions of the cell basement membrane in vivo, which is beneficial to the culture and differentiation of the cells in vitro, and can be used for the study of cell morphology, biochemical function, migration, infection and gene expression. In this study, Matrigel three-dimensional culture model of bone marrow mesenchymal stem cells(BMSCs) was established, and its morphology, proliferation and survival were observed. BMSCs were isolated and cultured with whole bone marrow adherence method. The Second generation BMSCs with good growth condition were selected and mixed with Matrigel to form cell gel complexes. The morphology and proliferation of mesenchymal stem cells were observed by phase contrast microscope and HE staining,Live/Dead staining was used to evaluate the cell activity.Phase contrast microscopy showed that BMSCs were reticulated in Matrigel and proliferated well, After 7 days, the matrix gel gradually became soft and collapsed, a few cell reticular crosslinking growth was seen at 14 days; HE staining showed that the cytoplasm of the cells was larger on the fourth day and the cells were elongated and cross-linked on the seventh day; Live/dead staining showed that most cells showed green fluorescence with the prolongation of culture time, on the first, 4 and 7 days, the activity of bone marrow mesenchymal stem cells in Matrigel gradually increased, and the percentages were 92.57 %, 95.54 % and 97.37 %, respectively. Matrigel three-dimensional culture system can maintain the morphology, function and proliferation ability of bone marrow mesenchymal stem cells.

RESUMEN: Matrigel es una matriz de membrana basal extraída del tumor de ratón EHS que contiene proteína de matriz extracelular. Los componentes principales son laminina, el colágeno tipo IV, nestina, sulfato de heparina, factor de crecimiento y metaloproteinasa de matriz. A temperatura ambiente, Matrigel se polimerizó para formar una matriz tridimensional. Es posible simular la estructura, la composición, las propiedades físicas y las funciones de la membrana basal celular in vivo, lo que es beneficioso para el cultivo y la diferenciación de las células in vitro, y se puede utilizar para el estudio de la morfología celular, la función bioquímica, la migración, infección y expresión génica. En este estudio, se estableció el modelo de cultivo tridimensional Matrigel de células madre mesenquimales de médula ósea (BMSC), y se observó su morfología, proliferación y supervivencia. Las BMSC fueron aisladas y cultivadas con el método de adherencia de la médula ósea completa. Se seleccionaron las BMSC de segunda generación con buenas condiciones de crecimiento y se mezclaron con Matrigel para formar complejos de gel de células. La morfología y la proliferación de las células madre mesenquimales se observaron con microscopio de contraste de fase y se tiñó con Hematoxilina-Eosina (HE); para evaluar la actividad celular se usó la tinción Live/Dead. La microscopía de contraste mostró que las BMSC se reticularon en Matrigel y proliferaron bien. Después de 7 días, se observó que el gel de matriz gradualmente se volvió blando y colapsó, y se visualizó un cruce transversal de algunas células reticulares a los 14 días. La tinción mostró que la mayoría de las células mostraron una fluorescencia verde con la prolongación del tiempo de cultivo; en los primeros 4 y 7 días, la actividad de las células madre mesenquimales de la médula ósea en Matrigel aumentó gradualmente y los porcentajes fueron de 92,57 %, 95,54 % y 97,37 %, respectivamente. El sistema de cultivo tridimensional de Matrigel puede mantener la morfología, la función y la capacidad de proliferación de las células madre mesenquimales de la médula ósea.

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RESUMEN En el mundo actual, las llamadas "tecnologías de fabricación por adición" o impresión 3D también llamado prototipado rápido, han trascendido las fronteras de casi todos los campos de la ciencia, y su incursión en la medicina es cada vez mayor. Es justamente en el campo médico que esta tecnología de impresión por adición ha evolucionado a la bioimpresión, que incluye un proceso de cultivo celular en laboratorio haciendo posible la formación de órganos y/o tejidos personalizados. Para la impresión tridimensional de órganos en humanos se toman muestras de un tejido o células madre del paciente, para ser cultivadas y expandidas en laboratorio para su posterior diferenciación a una línea celular específica. Para este proceso se utiliza un material sólido como andamio a temperatura ambiente con un punto de fusión conocido. En la creación de un modelo para la fabricación de un órgano o tejido en impresión 3D, se utilizan los estudios de imágenes médicas de los pacientes intentando preservar al máximo la anatomía de las estructuras que se desean reproducir. En este artículo se abordan las bases y el potencial uso de esta tecnología en el área médica.

ABSTRACT In today's world, so-called "addition manufacturing technologies" or 3D printing also called rapid prototyping have transcended the borders of almost every field of science and medicine is no exception. It is not surprising that its exploration for practical uses is increasing. In medicine, this technology of printing by addition has evolved to bioprinting, which occurs by a special process, from cells grown in a laboratory, which makes possible its transformation into a type of organs tailored to the patient. The three-dimensional impression of human organs requires take samples of tissues or stem cells from the patient, which are grown in the laboratory waiting to multiply or differentiate to other cell lines; then, to create said object, a solid material at room temperature and with a known melting point is applied layer by layer. Currently the use of this technology uses the medical images of patients trying to preserve the anatomy of the structures that they want to reproduce. In this article the bases and the potential use of this technology in the medical area will be addressed.

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El objetivo del presente artículo es la revisión de la literatura desde enero 2013 hasta diciembre 2017 con el fi n de encontrar el enfoque actual de la ingeniería de tejidos para regenerar la pulpa dental. Se realizó una revisión bibliográfi ca en diciembre de 2017 en el motor de búsqueda PubMed utilizando los descriptores: dental regeneration, pulp regeneration y dental pulp regeneration. La tendencia de estos últimos cinco años está dirigida mayormente al estudio de las células madre y pocos de estos estudios se han enfocado en las moléculas de señalización. Se concluyó que las DPSC fueron las más utilizadas, los escasos estudios de andamios utilizaron colágeno, a coágulo sanguíneo, plasma rico en plaquetas y una diversidad de moléculas de señalización donde prevalece el uso de fragmentos de dentina en sus diferentes formas; se utilizó un número similar de estudios in vivo e in vitro (AU)

The aim of this paper is the literature review since January 2013 until December 2017 in order to fi nd the current approach of tissue engineering to regenerate dental pulp. A bibliographic review was made on December 2017 in the PubMed search engine using the descriptors: dental regeneration, pulp regeneration and dental pulp regeneration. The trend of the last fi ve years is mainly directed to the study of stem cells and few of these studies have focused on signaling molecules. It was concluded that the DPSC were the most used, scant scaff olding studies used collagen, a blood clot, platelet-rich plasma, and a variety of signaling molecules where the use of dentine fragments in their diff erent forms prevails; a similar number of in vivo and in vitro studies were used (AU)

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Los materiales poliméricos han sido ampliamente investigados para aplicaciones biomédicas, teniendo especial relevancia cuando se encuentran en forma de micro- y nano-partículas. Últimamente se ha ampliado su campo de aplicación al ser conjugados con péptidos y ácidos nucleicos, por lo tanto, el interés en el estudio de este tipo de materiales, así como también en la formulación de nanoestructuras funcionalizadas como materiales, dispositivos y vehículos de transporte de agentes terapéuticos ha aumentado. Las recientes investigaciones en nanosistemas se inspiran en fenómenos naturales que estimulan la integración de señales moleculares y la mimetización de procesos a nivel celular, de tejidos y órganos. Tecnológicamente, la capacidad de obtener nanoestructuras esféricas mediante la combinación de materiales que presenten propiedades distintas a las que ningún otro material individual posee por sí solo, es lo que hace que las nanocápsulas sean particularmente atractivas. Las potenciales ventajas de los sistemas de nanopartículas de tipo polimérico se destacan a lo largo de cada parte de este artículo de revisión. El presente artículo aborda los aspectos más relevantes sobre la estructura, composición y algunos métodos de elaboración de los sistemas nanoparticulados. Además, expone algunos de los trabajos más recientes, centrados en sistemas de nanopartículas basados en polímeros dirigidos a la administración de agentes, publicados en artículos especializados de investigación y revisiones durante los últimos años.

Polymeric materials have been extensively investigated for biomedical applications including micro- and nanoparticles. Modern advances have broadened horizons for application with peptides and nucleic acids. Therefore, interests increased in the formulation of materials, devices and vehicles for transporting therapeutic agents in functionalized nanostructures. Recent nano-systems are inspired by natural phenomena that stimulate the integration of molecular signals and the mimicking of natural cellular processes, at tissue and organ levels. Technologically, the ability to obtain spherical nanostructures, which combine different properties, that no other single material possesses on its own, makes nanocapsules particularly attractive. Potential advantages over polymer nanoparticulate systems are highlighted throughout each part of this review article. Here, we address the most relevant aspects of structure, composition and methods of formulation of nanoparticulate systems. In addition, we outline some of the more recent works focusing on nanosized preparations, based on agent-directed polymers, found in specialized research articles that have emerged in the recent years.

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Resumen Los modelos tradicionales de producción animal suponen un gran costo ambiental y económico. También existen consideraciones éticas alrededor del bienestar animal con base en ciertos esquemas productivos. Estos aspectos, junto al hecho del incremento esperado en la demanda de proteína animal, paralelo al crecimiento poblacional para 2050, obligan a la industria cárnica y al sector agropecuario a buscar técnicas alternativas de producción animal. La carne cultivada parece ser una opción viable y plausible para resolver muchos de estos retos. El artículo aborda el tema de la ingeniería de tejidos, enfocado en las ventajas y desventajas de la producción in vitro, como una posible línea de investigación futura para paliar el hambre y la inseguridad alimentaria de forma ambientalmente sostenible.

Abstract The traditional models of animal production imply a great environmental and economic cost. There are also ethical considerations around animal welfare based on certain production schemes. These aspects, together with an expected increase in the demand for animal protein, parallel to population growth by 2050, have forced the meat industry and the agricultural sector to look for alternative techniques of animal production. Cultured meat seems to be a viable and plausible option to solve many of these challenges. The article addresses the issue of tissue engineering, focusing on the advantages and disadvantages of in vitro production, as a possible line for future research, to alleviate hunger and food insecurity in an environmentally sustainable manner.

Resumo Os modelos tradicionais de produção animal supõem um grande custo ambiental e econômico. Também existem considerações éticas em quanto ao bem-estar animal com base em certos esquemas produtivos. Estes aspectos, junto ao fato do incremento esperado na demanda de proteína animal, paralelo ao crescimento populacional para 2050, obrigam a indústria de carnes e o setor agropecuário a buscar técnicas alternativas de produção animal. A carne cultivada parece ser uma opção viável e plausível para resolver muitos destes desafios. O artigo aborda o tema da engenharia de tecidos, com foco nas vantagens e desvantagens da produção in vitro, como uma possível linha de pesquisa futura para paliar a fome e a inseguridade alimentar de forma ambientalmente sustentável.