Este artículo selecciona 6 estudios originales publicados entre 2011 y 2026, que incluyen trabajos de equipos de Estados Unidos, Reino Unido, China, Corea del Sur e India, para realizar una revisión narrativa. El contenido ha sido sintetizado de forma independiente por TONGLI a partir de la literatura disponible, distinguiendo entre cultivos celulares, experimentos con ojos ex vivo y estudios en animales vivos, y no evalúa productos comerciales.
01Primero, distingan los requisitos materiales de la matriz del limbo corneal y del endotelio
Aunque se denominen igualmente membranas para reparación corneal, en la práctica pueden cumplir funciones distintas. Los portadores del limbo y de la superficie ocular se centran en la adhesión, la expansión y la administración celular; los andamios de matriz se centran en la organización de las fibras y de la matriz extracelular; los portadores endoteliales, por su parte, deben albergar una capa celular y tener en cuenta la permeabilidad y la manipulación. Definir desde la fase inicial de desarrollo la capa tisular objetivo evita aplicar los resultados obtenidos con un tipo celular a otro propósito diferente.1,2,3,4,5,6
| Direcciones de aplicación | Morfología de la muestra | Aspectos clave de la literatura |
|---|---|---|
| Portadores celulares del limbo corneal y de la superficie ocular | Películas delgadas, portadores anulares con microestructuras y alantoína compuesta | Expansión celular, integridad en estado húmedo y administración 3,4,6 |
| Ingeniería tisular de la matriz corneal | Fibras alineadas y bases de cultivo estratificadas | Fenotipo celular, disposición del colágeno y dispersión de la luz 1,2 |
| Portador de células endoteliales corneales | Película delgada, transparente y manejable | Marcadores de unión celular, permeabilidad y adhesión a explantes oculares 5 |
En estas aplicaciones, el electrohilado puede formar directamente la superficie de cultivo o actuar como capa de refuerzo de otro material. Que la membrana sea transparente, que las células sobrevivan y que una córnea completa restaure la función visual son cuestiones de distintos niveles que requieren métodos de observación correspondientes y no pueden sustituirse entre sí.
02¿Qué opciones estructurales para materiales corneales ofrece el electrohilado?
Los estudios existentes emplean colágeno, gelatina y polímeros degradables para construir capas fibrosas, modifican la orientación mediante el colector, generan microestructuras con plantillas o combinan los materiales con matrices tisulares naturales. La formulación y la estructura determinan conjuntamente la interfaz de contacto celular; el grosor de la membrana, su morfología tras la absorción de agua y el posprocesamiento también influyen en su uso final.1,2,3,4,5,6
Las fibras alineadas y las plantillas con microestructuras responden a cuestiones distintas
Las fibras alineadas proporcionan principalmente pistas de orientación a escala microscópica, lo que resulta adecuado para comparar si las células y la matriz recién formada se organizan en una dirección determinada; las plantillas con microsurcos o microcámaras, en cambio, se emplean para disponer el espacio donde se ubican las células. Ambas pueden estudiarse por separado, sin necesidad de incorporar todas las estructuras simultáneamente en el primer lote de muestras.2,3
La transparencia y la estabilidad en estado húmedo deben diseñarse de forma conjunta
La reducción del espesor puede modificar la resistencia al manejo; el ajuste del espaciado entre fibras puede influir en la cobertura celular y el paso de sustancias; además, el entrecruzamiento o la mezcla pueden alterar la morfología tras la absorción de agua. Por ello, un objeto de comparación más útil es la membrana final, sometida a tratamientos posteriores e hidratada en condiciones reales, y no simplemente las fibras secas recién recolectadas.5,6
03Estudio del estroma corneal: desde la disposición celular hasta el tejido de matriz neoformado
Phu y otros, en el año 2011, compararon el comportamiento de fibroblastos corneales de conejo sobre fibras de colágeno tipo I alineadas y no alineadas, y evaluaron simultáneamente la α-SMA asociada al fenotipo de miofibroblasto y la dispersión de la luz. El grupo con andamios alineados presentó una menor expresión de dichos marcadores y una menor dispersión de la luz en estas condiciones in vitro. El estudio indica que la evaluación no debe limitarse al número de células, sino que también puede observar su fenotipo y su comportamiento óptico.1
Wu y otros, en el año 2012, cultivaron células madre del estroma corneal humano sobre fibras de poliuretano de poliéster alineadas (PEUU). Las células formaron una matriz de colágeno más organizada sobre el sustrato alineado; las células sobre fibras aleatorias o membranas planas también formaron matriz, pero con una organización diferente. Este trabajo in vitro amplió el papel del ordenamiento de las fibras desde la morfología celular hasta el material producido por las propias células.2
Los dos estudios también recuerdan que las condiciones de cultivo y la estructura del sustrato deben controlarse por separado. Si las muestras alineadas y aleatorias presentan simultáneamente diferentes densidades superficiales o espesores, resultará difícil atribuir todos los resultados únicamente a los cambios de orientación. En la selección preliminar pueden conservarse membranas planas y fibras aleatorias como controles, y luego aumentarse gradualmente variables como el ángulo entre capas.
04Soportes para células limbares corneales: de microambientes artificiales a membranas compuestas
Ortega y otros, en el año 2013, emplearon primero la microestereolitografía para fabricar plantillas con microestructuras y, posteriormente, depositaron fibras de PLGA, obteniendo soportes anulares con características como microcápsulas. El estudio utilizó células epiteliales y estromales del limbo corneal de conejo para una evaluación preliminar, con el objetivo de construir microambientes artificiales capaces de albergar células. Se trata de una investigación de fabricación e in vitro, no de un material cuya capacidad para sustituir una córnea completa haya sido demostrada.3
Zhou y otros, en el año 2019, siguieron otra vía: combinaron mediante una interfaz una red de nanofibras de PCL con amnios descelularizado, mejorando las propiedades mecánicas y la retención durante la sutura del material, al tiempo que conservaban su función biológica. En un modelo de conejo con déficit de células madre limbares causado por quemaduras alcalinas, la membrana compuesta favoreció el trasplante celular y se observaron mejoras en la reepitelización, la inflamación y la neovascularización. Estos resultados de reparación constituyen evidencia obtenida en animales vivos.4
Estas dos estrategias corresponden a diferentes puntos de partida del desarrollo: los equipos que ya cuentan con protocolos de cultivo celular pueden estudiar las plantillas y la distribución celular; los que ya disponen de materiales de membrana natural pueden centrarse en las capas de refuerzo con fibras y en la unión interfacial. En este último caso, es especialmente necesario distinguir entre las mejoras operativas de la membrana reforzada y los efectos reparadores producidos por las células, para no atribuir al electrohilado el efecto total del sistema compuesto.
05¿Por qué la estabilidad en estado húmedo se convierte en un problema clave para los soportes corneales?
Villanueva Navarrete y otros, en el año 2026, compararon diferentes composiciones de PLGA/PCL para abordar la integridad y la manejabilidad de los soportes de PLGA tras la hidratación. En el sistema ensayado en el artículo, la formulación con 30% de PCL mantuvo adecuadamente sus propiedades mecánicas en estado seco y húmedo, y favoreció el crecimiento celular hacia el exterior de explantes de tejido limbar humano y porcino. Se trata de un cultivo de explantes y una prueba de materiales; el uso de tejido de origen humano no implica que se haya realizado un trasplante en pacientes.6
Este estudio concretó un problema que resulta fácil pasar por alto en las imágenes microscópicas: las células pueden crecer sobre la membrana, pero si esta se vuelve difícil de manipular tras el traslado, la extensión o la hidratación, su uso como soporte seguirá estando limitado. Esta proporción es un resultado obtenido con las especificaciones del material y las condiciones experimentales del estudio, y no constituye una fórmula fija que deba adoptarse para todas las membranas corneales de PLGA/PCL.6
06Soportes para células endoteliales: las membranas finas deben considerar simultáneamente la transparencia, la permeabilidad y la administración
Song y otros, en el año 2024, electrohilaron gelatina para obtener membranas de nanofibras, que posteriormente entrecruzaron, y estudiaron su transparencia, comportamiento mecánico, permeabilidad y degradación. Los autores cultivaron células endoteliales corneales humanas y de conejo, observaron las uniones celulares y los marcadores relacionados con la función, y realizaron experimentos de administración y adhesión en ojos de conejo frescos y ex vivo. El artículo demuestra la viabilidad de las membranas como soportes para células endoteliales, pero no constituye un estudio sobre la eficacia a largo plazo en animales vivos ni sobre la mejora de la visión en humanos.5
Los objetivos de diseño de los soportes endoteliales difieren de los de las membranas de cobertura de la superficie ocular: deben equilibrar la manipulación de la membrana fina, la conservación de la capa celular y el intercambio de sustancias. Si posteriormente se desea evaluar si se restablece la función de regulación hídrica de la córnea, serán necesarios ensayos funcionales y modelos de enfermedad adecuados; no basta con basarse únicamente en la expresión de marcadores. Los estudios seleccionados en este artículo aún no son suficientes para extraer conclusiones sobre la eficacia clínica en humanos de estos materiales corneales electrohilados.
Para el desarrollo de materiales oftalmológicos, el valor de los experimentos ex vivo radica en someter las membranas de cultivo a pruebas espaciales y operativas más próximas a la administración real. Estos experimentos responden a más cuestiones que el simple cultivo, pero todavía carecen de datos sobre la degradación a largo plazo, la inflamación y las interacciones tisulares in vivo; al leerlos, debe mantenerse presente esta limitación de etapa.
07De los enfoques de la literatura a muestras reproducibles de membranas fibrosas oftalmológicas
Primero, definir las funciones de las células y de la membrana
Puede comenzar por determinar si el objetivo es un sustrato de cultivo, una membrana para la administración de células o un andamio para la reparación tisular; a continuación, deben especificarse el tipo celular, el tiempo de cultivo, las dimensiones de la membrana y el método final de traslado. Los distintos objetivos influirán en las decisiones relativas al espesor, la degradación y la transparencia, así como en la necesidad de estructuras de recolección anulares, alineadas o multicapa.
Comparar las propiedades ópticas y estructurales bajo las mismas condiciones
En las pruebas de transparencia deben registrarse el espesor de la muestra, su estado seco o húmedo, la banda espectral de medición y el referencia; si es necesario, debe distinguirse entre transparencia y dispersión de la luz. En las muestras que contienen células, también debe diferenciarse la contribución de la propia membrana de la de las células o de la matriz neoformada. Un valor de transparencia obtenido en la literatura no puede convertirse directamente en un objetivo de producto sin considerar estas condiciones.1,5
Vincular los tratamientos posteriores a la muestra final
El entrecruzamiento, la limpieza, el secado y la esterilización pueden alterar la estructura de la membrana y la interfaz de contacto con las células. Cada paso puede registrarse en relación con el espesor final, las dimensiones en estado húmedo y la evaluación celular, y los residuos y la biocompatibilidad pueden verificarse según el sistema material concreto. Tras ampliar el área de fabricación, también es necesario comprobar la uniformidad dentro del área útil y la integridad después del recorte.
La comunicación sobre el equipo puede centrarse en el suministro estable de disoluciones, la deposición de capas finas, la recolección alineada, la adaptación de plantillas y el control ambiental. Cuanto más concretas sean las necesidades de la muestra, más fácil será determinar si el electrohilado se encarga de una membrana independiente, de una capa de refuerzo sobre un sustrato natural o de una porción específica dentro de una estructura tisular compuesta.
08Problemas habituales en el desarrollo de materiales oftalmológicos electrohilados
¿El hecho de que una membrana electrohilada pueda cultivar células corneales implica que puede utilizarse para un trasplante de córnea?
El cultivo celular demuestra la compatibilidad y el crecimiento en un sistema específico. La respuesta tras la administración e implantación, así como la recuperación funcional, requieren validaciones en etapas posteriores. El cultivo de matriz, la administración ex vivo de células endoteliales y la reparación de la superficie corneal en conejo presentados en este artículo responden, respectivamente, a cuestiones distintas.2,4,5
¿Los materiales oftalmológicos deben ser necesariamente completamente transparentes en toda su superficie?
La decisión debe tomarse en función de la ubicación prevista y la función. Las necesidades de diseño de un sustituto del estroma corneal, de un soporte anular para el limbo o de una membrana para la administración temporal de células no son las mismas. Resulta más útil definir primero la región óptica, el tiempo de permanencia y la función objetivo, y establecer a partir de ahí los criterios de evaluación óptica, que limitarse a buscar una membrana fina de apariencia transparente.1,2,3,5
¿Pueden combinarse los materiales de membrana ya existentes con el electrohilado?
Se pueden estudiar las fibras como refuerzo o como capa de contacto celular. El trabajo con amnios compuestos proporciona ejemplos, pero es necesario verificar simultáneamente la unión interfacial, la manipulación en estado húmedo y la conservación de la actividad biológica, en lugar de simplemente superponer dos materiales.4
Referencias
A continuación se presentan los estudios originales utilizados en este artículo. La referencia [1,3,5,6] se ha verificado junto con los capítulos pertinentes del texto completo, y la [2,4] se ha recopilado a partir del resumen original y la información bibliográfica. La interpretación de los estudios no implica que los autores, las instituciones o TONGLI mantengan relaciones de compra de equipos o colaboración.
Las referencias bibliográficas conservan el idioma original para facilitar su consulta.
Phu D, Wray LS, Warren RV, et al. Effect of Substrate Composition and Alignment on Corneal Cell Phenotype. Tissue Engineering Part A. 2011;17(5–6):799–807.
DOI：10.1089/ten.tea.2009.0724 ↗Ámbito de lectura: capítulos relacionados con el resumen original, los métodos y los resultados de PMC
Wu J, Du Y, Watkins SC, et al. The engineering of organized human corneal tissue through the spatial guidance of corneal stromal stem cells. Biomaterials. 2012;33(5):1343–1352.
DOI：10.1016/j.biomaterials.2011.10.055 ↗Ámbito de lectura: resumen original y registros bibliográficos de la institución del autor de PubMed
Ortega Í, Ryan AJ, Deshpande P, et al. Combined microfabrication and electrospinning to produce 3-D architectures for corneal repair. Acta Biomaterialia. 2013;9:5511–5520.
DOI：10.1016/j.actbio.2012.10.039 ↗Ámbito de lectura: resumen original local del texto completo, métodos de preparación y conclusiones
Zhou Z, Long D, Hsu CC, et al. Nanofiber-reinforced decellularized amniotic membrane improves limbal stem cell transplantation in a rabbit model of corneal epithelial defect. Acta Biomaterialia. 2019;97:310–320.
DOI：10.1016/j.actbio.2019.08.027 ↗Ámbito de lectura: resumen original e información bibliográfica de PubMed
Song E, Chen KM, Margolis MS, et al. Electrospun Nanofiber Membrane for Cultured Corneal Endothelial Cell Transplantation. Bioengineering. 2024;11(1):54.
DOI：10.3390/bioengineering11010054 ↗Ámbito de lectura: resumen original y las secciones de introducción, métodos y conclusiones del texto completo disponible públicamente; se ha verificado que corresponde al experimento de ex vivo
Villanueva Navarrete D, Sandoval-Castellanos AM, Gunen M, et al. Wet-stable PLGA–PCL electrospun membranes as synthetic scaffolds for corneal applications. Biomedical Materials. 2026;21(2):025033.
DOI：10.1088/1748-605X/ae57f1 ↗Ámbito de lectura: resumen oficial del texto completo, métodos, resultados y conclusiones archivados por la institución del autor
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