Diseño y optimización computacional de un hidrogel bioimprimible para la fabricación de un parche cardíaco en ingeniería en tejidos

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Title: Diseño y optimización computacional de un hidrogel bioimprimible para la fabricación de un parche cardíaco en ingeniería en tejidos
Authors: Vega Iza, Christopher Joel
Advisor: Villa Rosero, Micaela Nataly
Abstract: The development of hydrogels for cardiac use currently presents problems of mechanical stability, cell adhesion, and bioprinting behavior. These difficulties are observed even in widely studied formulations such as gelatin methacrylate (GelMA), alginate, and polyethylene glycol diacrylate (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA), which, despite exhibiting a certain degree of biocompatibility with cardiac tissue, are affected in terms of both reproducibility and quality when manufacturing patches for the myocardium. In this work, molecular dynamics simulations are used as the main computational analysis tool. This approach allows us to study the structure of the PEGDA hydrogel at the nanometric scale, as well as its interaction with the aqueous medium and its response to dynamic conditions, reducing the need for repetitive experimental testing. Integrating these methods improves the ability to anticipate the performance of the material, reduces experimental costs, and facilitates academic training in multiscale modeling.
Translated abstract: El desarrollo de hidrogeles para uso cardíaco actualmente presenta problemas de estabilidad mecánica, adhesión celular y comportamiento de bioimpresión. Estas dificultades se observan incluso en formulaciones ampliamente estudiadas como el metacrilato de gelatina (Gelatin Methacrylate, GelMA), el alginato y el diacrilato de polietilenglicol (Polyethylene Glycol Diacrylate, PEGDA)), las cuales, a pesar de presentar cierto grado de biocompatibilidad con el tejido cardíaco, se ven afectadas tanto en la reproducibilidad y la calidad al momento de fabricar parches destinados al miocardio. En este trabajo se emplean simulaciones de dinámica molecular como herramienta principal de análisis computacional. Este enfoque permite estudiar la estructura del hidrogel de PEGDA a escala nanométrica, así como su interacción con el medio acuoso y su respuesta ante condiciones dinámicas, lo que disminuye la necesidad de realizar ensayos experimentales repetitivos. Integrar estos métodos mejora la capacidad de anticipar el desempeño del material, disminuye el gasto experimental y facilita la formación académica en modelado multiescala
Keywords: BIOMEDICINA
APLICACIONES MÉDICA
SIMULACIÓN POR COMPUTADOR
DIMÁMICA MOLECULAR
Issue Date: 2026
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32137
Language: spa
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