[ca] Els defectes ossis suposen una càrrega assistencial i una despesa socioeconòmica important i, per tant, hi ha una clara necessitat de desenvolupar noves estratègies d'empelt ossi que tinguin en compte les propietats fisicoquímiques de l'os autòleg per aconseguir tractar els defectes ossis d'una manera més eficaç. Els autoempelts són considerats la opció de referència pel seu excel·lent rendiment biològic. Malgrat això, presenta greus inconvenients ja que requereixen d'una cirurgia addicional per a obtenir- los. Per aquest motiu, les comunitats industrial i científica s'han centrat en el desenvolupament de d'empelts ossis sintètics, aprofitant la facilitat de control químic, estructural i geomètric. La present tesi doctoral es centra en el desenvolupament d'empelts ossis biomimètics personalitzats, incloent la validació clínica i el desenvolupament de noves formulacions de materials amb un millor comportament mecànic. El capítol 1 dóna una visió global de l'estat de l'art de la regeneració òssia i els materials utilitzats com a substituts ossis, posant èmfasi en la necessitat de desenvolupar empelts ossis sintètics personalitzats innovadors. Aquest capítol ofereix una revisió de les tècniques de fabricació additiva i els materials ceràmics utilitzats més freqüentment en l'enginyeria de teixits ossis i les seves estratègies de consolidació. Es presenta la seva transferència a l'entorn clínic, focalitzant-se en els fosfats de calci i en MimetikOss® 3D. El capítol 2 es centra en avaluar el comportament clínic de l'empelt ossi ceràmic imprès en 3D MimetikOss® 3D en un augment vestibular horitzontal. Aquests empelts ossis permeten un encaix perfecte en el lloc quirúrgic sense cap necessitat de fresat addicional, la qual cosa redueix el temps de cirurgia en comparació amb altres tècniques de regeneració òssia (regeneració òssia guiada, blocs estandarditzats). L'empelt ossi està completament osteointegrat i els seus macropors són colonitzats per l'os 10 mesos després de la cirurgia sense signes d'encapsulació. S'aconsegueix una reconstrucció estable en volum, que resulta en una restauració completa del gruix original de la cresta òssia. Els implants dentals es col·loquen sense necessitat de reempeltar i es mantenen estables després d'1 any, demostrant l'eficàcia clínica d'aquests empelts ossis en reconstruccions òssies vestibulars. En el capítol 3 s'estudien diferents maneres d'incorporar PLGA, com a lligant o com a recobriment, a bastides impreses en 3D, aprofitant el seu enduriment a baixa temperatura, per tal de millorar el seu comportament mecànic. L'addició de PLGA millora significativament la tenacitat de l'estructura (increment de 2.6 i 4.2 vegades en flexió incorporant el PLGA com a lligant i com a recobriment, respectivament; i una millora de 8 i 1.6 vegades en compressió, respectivament), alhora que es conserva la viabilitat cel·lular in vitro que presenta el producte MimetikOss® 3D (amb cèl·lules MG-63 i hMSC). La configuració amb PLGA com a lligant és la millor opció pel que fa a la millora en el comportament mecànic i la diferenciació osteogènica (canvi de x2 en expressió d'ALPL). Les proves de fixació per cargolament demostren que les propietats mecàniques millorades augmenten la fixació de les peces en una indicació de fixació complexa a la mandíbula. En el capítol 4 es discuteix l'impacte, les limitacions i els reptes dels empelts biomimètics impresos en 3D. Es demostra que els avenços aconseguits durant aquesta tesi doctoral poden tenir un impacte positiu en cost, temps i rendiment de les futures estratègies basades en empelts ossis. Aquests resultats ajudaran a tractar defectes ossis complexos i de grans dimensions, de manera que beneficiï tant al clínic com al pacient i fomenti una atenció sanitària sostenible basada en biomaterials sintètics i en medicina personalitzada. Aquesta tecnologia ha estat protegida per una sol·licitud de patent, no obstant, encara queda feina abans que pugui ser transferida al mercat.

[es] Los defectos óseos suponen una carga asistencial y un gasto socioeconómico importante y, por eso, existe una necesidad de desarrollar nuevas estrategias de injerto óseo que tengan en cuenta las propiedades fisicoquímicas del hueso autólogo, para conseguir tratar los defectos óseos de una manera más eficaz. Los autoinjertos se consideran el estándar de referencia debido a su excelente comportamiento biológico. No obstante, presentan graves inconvenientes, requerido de una cirugía adicional para su obtención. Por este motivo, las comunidades industrial y científica se han centrado en el desarrollo de injertos óseos sintéticos, aprovechando su capacidad de control químico, estructural y geométrico. La presente tesis doctoral se centra en el desarrollo de injertos óseos biomiméticos y personalizados, incluyendo la validación clínica y el desarrollo de nuevas formulaciones de materiales con comportamiento mecánico mejorado. En el capítulo 1 se presenta el estado del arte en el campo de la regeneración ósea y los materiales utilizados como sustitutos óseos, enfatizando la necesidad de injertos óseos sintéticos personalizados innovadores. Este capítulo describe las técnicas de fabricación aditiva y los cerámicos frecuentemente empleados en la ingeniería de tejido óseo y sus estrategias de consolidación. Se presenta su transferencia al mundo clínico, haciendo hincapié en el fosfato de cálcico y MimetikOss® 3D. El capítulo 2 se centra en evaluar el comportamiento clínico del injerto óseo cerámico personalizado MimetikOss® 3D en un aumento vestibular horizontal. Los injertos óseos impresos en 3D permiten un ajuste perfecto en el lecho quirúrgico sin necesidad de fresado adicional, lo que reduce el tiempo de la cirugía en comparación con otras técnicas de reconstrucción ósea (regeneración ósea guiada, bloques estándar). El injerto óseo está completamente osteointegrado y sus macroporos son colonizados por hueso 10 meses después de la cirugía sin signos de encapsulación. Se logra una ganancia ósea estable que resulta en una restauración completa del grosor original de la cresta ósea. Los implantes dentales se mantienen estables 1 año después, lo que demuestra la relevancia clínica de estos injertos óseos en los aumentos óseos vestibulares. En el capítulo 3 se estudian diferentes maneras de incorporar PLGA, como ligante o como recubrimiento, a los andamios auto fraguados impresos en 3D, aprovechando su endurecimiento a baja temperatura, para mejorar su rendimiento mecánico. La adición de PLGA mejora la tenacidad de los andamios (con un aumento de x2.6 y x4.2 en la flexión para el PLGA como ligante y como recubrimiento, respectivamente; y una mejora de x8 y x1.6 en compresión, respectivamente), preservando la viabilidad celular in vitro de MimetikOss® 3D (con células MG-63 y hMSC). La configuración con PLGA como ligante es la mejor opción por lo que respecta a la mejora en el rendimiento mecánico y la diferenciación osteogénica (aumento de x2 de expresión génica de ALPL). Las pruebas de atornillabilidad demuestran que las propiedades mecánicas mejoradas aumentan la capacidad de fijación de los andamios en una indicación de fijación compleja en mandíbula. En el capítulo 4 se analiza el impacto, las limitaciones y los desafíos de los injertos óseos biomiméticos impresos en 3D y la transferencia al mercado la nueva tecnología. Se demuestra que los avances realizados en esta tesis doctoral pueden tener un impacto positivo en términos de costo, tiempo y rendimiento de las futuras soluciones de injertos óseos. Esto ayudará a tratar defectos óseos grandes y complejos de una manera que beneficie tanto al médico como al paciente y fomente una atención sanitaria sostenible basada en biomateriales sintéticos y en medicina personalizada. Esta tecnología ha sido protegida por una solicitud de patente, sin embargo, aún queda trabajo por hacer antes de que pueda ser transferida al mercado.