Este artículo selecciona 7 estudios originales publicados entre 2007 y 2026, que incluyen trabajos realizados por equipos de Estados Unidos, Suiza, Reino Unido, China e India, entre otros lugares, y presenta una revisión narrativa. El contenido ha sido sintetizado de forma independiente por TONGLI a partir de la literatura disponible, distinguiendo entre cultivos in vitro e implantes en animales, y no evalúa productos comerciales.
01¿Qué problemas deben resolver, respectivamente, los andamios vasculares y los parches miocárdicos?
Los materiales vasculares deben mantener la luz en entornos de flujo y presión sanguínea, además de gestionar la interfaz de contacto con la sangre y la reconstrucción de la pared vascular; los andamios miocárdicos, por su parte, pueden emplearse para cultivo in vitro, administración de células o reparación de la superficie cardíaca. Los distintos usos determinan la morfología de las muestras y los criterios de validación, por lo que un buen crecimiento celular sobre fibras planas no puede considerarse directamente como garantía de permeabilidad vascular a largo plazo o de recuperación de la función cardíaca.1,2,5,6,7
| Direcciones de aplicación | Estructuras típicas | Enfoques de evaluación en la bibliografía |
|---|---|---|
| Andamios vasculares de pequeño calibre | Paredes multicapa, tubos enrollados o tubos obtenidos mediante recolección rotatoria | Dimensiones, propiedades mecánicas, contacto con la sangre y permeabilidad tras la implantación 1,2,3,4 |
| Cultivo de células miocárdicas e investigación farmacológica | Fibras alineadas y láminas de cultivo de fibras núcleo-capa | Orientación celular, actividad del calcio, señales eléctricas y respuesta a fármacos 5 |
| Parches para la reparación miocárdica | Andamios celulares o parches compuestos de doble cara | Fijación, contacto con el tejido, acoplamiento eléctrico y criterios relacionados con la función cardíaca en animales 6,7 |
Por tanto, la expresión «fabricar una membrana fibrosa cardiovascular» aún requiere una definición más precisa. Las superficies interna y externa de la luz pueden presentar diseños diferentes, y la cara de contacto con el tejido y la cara externa de un parche cardíaco también pueden desempeñar funciones distintas. Describir estas interfaces por separado ayuda a determinar si la capa electrohilada constituye la estructura principal, actúa como soporte celular o representa una de las capas funcionales del material compuesto.
02De las membranas planas a los andamios tubulares: investigación sobre estructuras multicapa y conformado posterior
Wu y otros, en 2015, emplearon electrohilado con gradiente bidireccional para organizar una copolimerización de ácido poliláctico-caprolactona, colágeno y quitosano en estructuras tubulares multicapa con gradientes simétricos. Manteniendo la misma proporción de materias primas, el método de estratificación modificó las propiedades mecánicas y la respuesta celular del material; el artículo también comparó los cambios relacionados con la degradación. La evidencia obtenida corresponde a evaluaciones de materiales e in vitro, y el estudio se centró en la ubicación de los componentes, no únicamente en la cantidad añadida.3
Meng y otros, en 2024, enrollaron membranas planas electrohiladas de PLLA alrededor de un molde y, posteriormente, las sometieron a un tratamiento con acetona para obtener andamios tubulares con dimensiones y formas ajustables. El estudio demostró la capacidad de conformar diámetros, longitudes y formas complejas, y evaluó las propiedades mecánicas, la estabilidad estructural y la respuesta celular a A7r5. Esto proporcionó un método para reprocesar membranas planas, pero el estudio no demostró la permeabilidad a largo plazo tras la implantación.4
Las muestras ramificadas o con cambios de diámetro también requieren considerar las variaciones locales del grosor de la pared y la curvatura. Durante la preparación de las muestras, se pueden conservar primero tubos rectos y sencillos como control, separando el diseño de la forma de las variaciones en la composición para determinar gradualmente si las diferencias se deben a la recolección, al conformado posterior o al propio material.
03Estudios de vasos sanguíneos de pequeño calibre: desde el contacto con la sangre hasta la reconstrucción a largo plazo
En el año 2007, Hashi y otros combinaron nanofibras alineadas de PLLA con células madre mesenquimales de la médula ósea para construir injertos tubulares y evaluarlos en un modelo arterial de rata. En comparación con los andamios avivarios, los sistemas con células implantadas redujeron la adhesión plaquetaria temprana y la formación de trombos, y permitieron observar la posterior reconstrucción del tejido de la pared tubular. Los resultados indican que el soporte tisular proporcionado por la estructura fibrosa y el comportamiento antitrombótico de la superficie en contacto con la sangre son dos cuestiones interrelacionadas.1
En el año 2012, de Valence y otros realizaron un estudio de sustitución de la aorta abdominal en rata utilizando vasos de electrohilado de PCL, prolongando el período de observación hasta 18 meses. Aunque el material mantuvo la permeabilidad y la integridad estructural, en etapas más tardías se observaron retroceso celular y cambios relacionados con la calcificación. Este trabajo separa la permeabilidad a corto plazo de la calidad tisular a largo plazo y recuerda a los investigadores que no deben juzgar todo el proceso de degradación y reconstrucción basándose únicamente en los resultados tempranos de la implantación.2
Dos estudios revelaron desde perspectivas distintas los aspectos prioritarios en el desarrollo de andamios tubulares: el primero se centró en la respuesta al contacto con la sangre tras la participación celular, mientras que el segundo se centró en los cambios de la pared tubular a lo largo del tiempo. En estudios posteriores, la permeabilidad, el grosor de la pared, la respuesta endotelial, la infiltración tisular y los cambios del material pueden interpretarse mediante una observación continua, en lugar de considerar un único indicador como el criterio absoluto de éxito.
Los ensayos con células en membranas planas siguen siendo valiosos, ya que permiten comparar superficies y formulaciones; una vez que se pasa a la validación en estructuras tubulares completas, es necesario abordar cuestiones adicionales relacionadas con el flujo y la estructura. Los resultados de cultivos estáticos, los de contacto breve con la sangre y los de sustitución vascular en animales deben indicarse por separado, de modo que los lectores sepan qué pregunta concreta responde cada paso.
04Andamios para el cultivo de miocardio: cómo las fibras de núcleo-capa alineadas apoyan el estudio de la función
En el año 2020, Kumar y otros prepararon parches de fibras alineadas con PCL como núcleo y gelatina como recubrimiento, y cultivaron en ellos miocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas humanas. Los autores evaluaron la alineación celular, los marcadores relacionados con los sarcómeros, la dinámica del calcio y las señales de matrices de multielectrodos, además de comparar las respuestas bajo la acción de fármacos. Este enfoque combina soporte mecánico, interfaz de contacto celular y direccionalidad para servir a modelos in vitro de miocardio.5
Para los equipos dedicados al cribado de fármacos o a modelos de enfermedades, el valor de estos parches puede manifestarse inicialmente en los procesos de cultivo y medición, sin necesidad de limitar su uso a la implantación. La expresión «ensayo clínico en una placa de cultivo» del título del artículo refleja una visión del modelo y no indica que se hayan realizado ensayos en humanos; asimismo, la observación de contracciones sincronizadas o de respuestas a fármacos no permite afirmar directamente que se haya restaurado la función cardíaca dañada.5
05Parches para la reparación del miocardio: de la guía direccional al diseño de interfaces bilaterales
En el año 2014, Lin y otros compararon parches de electrohilado alineado y aleatorio, estableciendo combinaciones con y sin implantación de miocitos y células endoteliales, y los evaluaron en un modelo de infarto de miocardio en rata. El informe señaló que los parches alineados y con células mejoraron algunos resultados funcionales, mientras que los sistemas aleatorios y con células presentaron problemas como un acoplamiento eléctrico deficiente. Esto sugiere que la combinación de estructura y células debe validarse de forma integral, y no puede darse por sentado que la adición de células sea necesariamente beneficiosa.6
El estudio publicado en el año 2026 por Lv y otros combinó una capa interna bioadhesiva que contenía mitocondrias con una capa externa lubricante de electrohilado para crear un parche cardíaco de Janus, evaluando simultáneamente la reparación y la prevención de adherencias en un modelo de infarto de miocardio en rata. En este caso, la capa externa de electrohilado actuó como barrera lateral, mientras que el suministro y la adhesión fueron realizados principalmente por la capa interna, lo que demuestra que el electrohilado puede asumir únicamente una parte de las funciones de un parche completo.7
De estos dos trabajos se pueden derivar dos tipos de cuestiones de diseño: los andamios celulares deben considerar la coordinación de su disposición y actividad eléctrica con el huésped; los parches bilaminares deben considerar la fijación en el lado miocárdico y el contacto con los tejidos externos. Ninguno de ellos puede resumirse mediante una única medida de resistencia en estado seco o de tasa de supervivencia celular; también es necesario estudiar la relación entre la fijación, el movimiento y la respuesta tisular.
06Cómo interpretar la evidencia de la investigación cardiovascular en sus distintas fases
Los estudios seleccionados en este artículo incluyen trabajos in vitro sobre materiales y células, así como modelos vasculares y miocárdicos en rata; a partir de ellos no se establecen conclusiones sobre la eficacia en humanos de parches vasculares o miocárdicos específicos obtenidos por electrohilado. Este alcance describe únicamente la literatura seleccionada para este artículo y no implica que no existan otros estudios clínicos en el mundo. El cultivo de células de origen humano sigue perteneciendo a la fase in vitro.1,2,3,4,5,6,7
Al interpretar los resultados, se pueden verificar sucesivamente los materiales, la morfología de las muestras, el origen celular, el modelo experimental, el tiempo de observación y los criterios de valoración. En el caso de los vasos, la permeabilidad debe interpretarse junto con la reconstrucción de la pared vascular; en el del miocardio, las señales eléctricas del sistema de cultivo deben distinguirse tanto de la integración con el tejido in vivo como de la función global. Los datos obtenidos con diferentes animales, diámetros o métodos de lesión tampoco son adecuados para compararse directamente en una única clasificación de superioridad o inferioridad.
Del mismo modo, la posibilidad de ampliar la escala, personalizar la forma y realizar una producción continua pertenece a la información sobre la fabricación; por sí misma, no demuestra que el implante haya superado una validación completa. Presentar conjuntamente la capacidad de fabricación y la evidencia biológica puede ayudar a los equipos de desarrollo finales a determinar el alcance real de la utilidad de la literatura para sus proyectos.
07De la estructura de la investigación hacia muestras vasculares y miocárdicas reproducibles
Las muestras tubulares deben definir primero el diámetro interno, el espesor de la pared y las capas
Una vez definidos el diámetro interno, la longitud, el espesor de la pared, la presencia de capas y las funciones de las superficies interna y externa, se puede abordar la recolección por rotación, el movimiento de la boquilla o el conformado posterior de la lámina. La comparación de muestras puede incluir, según su uso, las propiedades mecánicas circunferenciales y axiales, la resistencia a la presión, la retención de suturas, la flexión y las fugas; las condiciones de ensayo deben corresponderse con el uso previsto y no pueden basarse únicamente en valores de tracción de una lámina plana.
Los parches miocárdicos deben definir primero la disposición y el modo de contacto
En el caso de las láminas cultivadas, deben considerarse la orientación de las fibras, el área de cultivo y las interfaces de medición; en los parches compuestos, es necesario añadir la unión interlaminar, la deformación en estado húmedo y el modo de fijación. Las estructuras núcleo-capa o los sistemas de suministro multiflujo pueden ayudar a organizar la posición de los materiales, pero sigue siendo necesario confirmar la distribución final de los componentes en las fibras y la consistencia entre lotes.5,7
Relacionar el posprocesamiento y el registro del proceso con la muestra final
Al ampliar las dimensiones o aumentar el tiempo de preparación, se pueden relacionar el lote de la solución, el suministro de fluido, el campo eléctrico, el entorno, la velocidad de recolección y el posprocesamiento con el espesor y la morfología. El desmoldeo mediante mandril rotatorio, la fijación por enrollado, el entrecruzamiento y la limpieza también influyen en la estructura final y deben incluirse en la comparación de procesos. Los residuos, los efectos de la esterilización, la compatibilidad sanguínea y la biocompatibilidad deben validarse según el sistema concreto.
Esta información puede traducirse en una comunicación más específica sobre el equipo: ¿se requiere una recolección estable en tubo recto o una lámina orientada? ¿Se necesita deposición estratificada o una estructura coaxial? ¿El espécimen se utilizará principalmente para la selección de materiales, modelos celulares o para estudios de implantación en una fase posterior? Solo tras aclarar primero las características del espécimen es posible adecuar la configuración del proceso a las cuestiones de investigación.
08Problemas habituales en el desarrollo de andamios cardiovasculares mediante electrohilado
¿Enrollar una membrana fibrosa en forma de tubo equivale a crear un vaso sanguíneo artificial?
El enrollado proporciona un método de conformado. El uso en vasos sanguíneos completos también implica cuestiones relacionadas con el contacto con la sangre, la resistencia a la presión, la sutura, la permeabilidad a largo plazo y los cambios en la pared vascular. La controlabilidad de la forma y el comportamiento tras la implantación deben verificarse por separado.1,2,4
¿Que las células miocárdicas puedan latir de forma sincrónica significa que la reparación del miocardio es eficaz?
La actividad sincrónica es una de las observaciones funcionales in vitro. Que tras la implantación se produzca coordinación con el huésped, que mejore la función global o que genere actividad eléctrica anómala requiere estudios correspondientes en animales o en humanos; estas conclusiones no pueden derivarse directamente de los resultados del cultivo.5,6
¿Deben todas las funciones ser realizadas por la capa electrohilada?
No es necesario. La capa fibrosa puede encargarse del soporte, la orientación celular o la barrera externa, y combinarse con otras capas funcionales. Primero deben definirse las funciones de cada capa y, a continuación, comprobarse que la estructura global sea estable y que las funciones de las distintas capas no se interfieran entre sí.3,7
Referencias
A continuación se presentan los estudios originales utilizados en este documento. La bibliografía [3–5] se ha verificado en conjunto con los capítulos pertinentes del texto completo; la [1], con el resumen y las leyendas originales de las figuras; y la [2,6,7], a partir del resumen original y la información bibliográfica. La interpretación de los estudios no implica que los autores o las instituciones de dichos trabajos mantengan con TONGLI ninguna relación de compra de equipos, colaboración o cliente.
Las referencias bibliográficas conservan el idioma original para facilitar su consulta.
Hashi CK, Zhu Y, Yang GY, et al. Antithrombogenic property of bone marrow mesenchymal stem cells in nanofibrous vascular grafts. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA. 2007;104(29):11915–11920.
DOI：10.1073/pnas.0704581104 ↗Ámbito de lectura: resumen original, leyendas de las figuras e información bibliográfica de PubMed
de Valence S, Tille JC, Mugnai D, et al. Long term performance of polycaprolactone vascular grafts in a rat abdominal aorta replacement model. Biomaterials. 2012;33(1):38–47.
DOI：10.1016/j.biomaterials.2011.09.024 ↗Ámbito de lectura: resumen original e información bibliográfica de PubMed
Wu T, Huang C, Li D, et al. A multi-layered vascular scaffold with symmetrical structure by bi-directional gradient electrospinning. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2015;133:179–188.
DOI：10.1016/j.colsurfb.2015.05.048 ↗Ámbito de lectura: página inicial y conclusión del texto completo original local, y verificación bibliográfica de PubMed
Meng C, Song J, Malekmohammadi S, et al. Hierarchical porous poly (L-lactic acid) fibrous vascular graft with controllable architectures and stable structure. Materials & Design. 2024;240:112829.
DOI：10.1016/j.matdes.2024.112829 ↗Ámbito de lectura: resumen y método de preparación del texto completo original local, y verificación de los registros de los autores y sus instituciones
Kumar N, Sridharan D, Palaniappan A, et al. Scalable Biomimetic Coaxial Aligned Nanofiber Cardiac Patch: A Potential Model for “Clinical Trials in a Dish”. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2020;8:567842.
DOI：10.3389/fbioe.2020.567842 ↗Ámbito de lectura: resumen original del texto completo publicado por la editorial, método de preparación y capítulos relacionados con las pruebas funcionales y el debate
Lin YD, Ko MC, Wu ST, et al. A nanopatterned cell-seeded cardiac patch prevents electro-uncoupling and improves the therapeutic efficacy of cardiac repair. Biomaterials Science. 2014;2:567–580.
DOI：10.1039/C3BM60289C ↗Ámbito de lectura: resumen original y información bibliográfica de la editorial correspondientes a RSC
Lv Y, Zhou X, Wang M, et al. Mitochondria-Loaded Janus Cardiac Patch for Myocardial Infarction Repair and Prevention of Tissue Adhesions. ACS Nano. 2026;20(1):1462–1480.
DOI：10.1021/acsnano.5c18334 ↗Ámbito de lectura: resumen original e información bibliográfica de PubMed
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