La matriz asociada con condrocitos individuales y otras células madre maneja demandas variables a lo largo del tiempo durante el proceso de ingeniería de tejidos al tener propiedades mecánicas temporalmente dinámicas.
“La ingeniería de tejidos basada en células tiene un gran potencial para las terapias que involucran la regeneración y/o el reemplazo del cartílago dañado....El objetivo final y el desafío es producir un material con propiedades estructurales, bioquímicas y biomecánicas lo suficientemente similares al cartílago sano para que al madurar in vivo pueda restaurar la función fisiológica. Para lograr este objetivo, es importante comprender la evolución temporal de las propiedades de la matriz recién sintetizada. En las primeras etapas, la matriz se forma alrededor de las células individuales dentro del andamio y estos compuestos de matriz celular a menudo se aíslan entre sí. A medida que aumenta el tiempo de cultivo, el crecimiento de matrices asociadas a células vecinas conduce a la formación de un nuevo tejido más continuo que experimenta una mayor evolución en estructura y propiedades in vitro o in vivo. A lo largo de este proceso, la matriz asociada a la célula es importante para facilitar la señalización celular y la mecanotransducción (Millward-Sadler et al., 2000; Millward-Sadler y Salter, 2004). El conocimiento de las propiedades de la matriz generada in vitro proporciona una evaluación de la calidad y el éxito final de un enfoque de ingeniería de tejidos determinado y tiene un gran potencial para ser utilizado para la optimización....el presente estudio investiga el comportamiento mecánico oscilatorio dinámico (Mahaffy et al., 2000, 2004; Alcaraz et al., 2003; Park et al., 2005; Smith et al., 2005) de las matrices asociadas a células de condrocitos individuales cultivados en andamios de alginato hasta 28 días. Tales comportamientos dependientes del tiempo son importantes porque se espera que las construcciones de ingeniería de tejidos implantadas in vivo experimenten una carga cíclica y de impacto que incluye componentes de frecuencia de hasta 1 kHz, tal como lo hace el cartílago nativo....
“En resumen, nuestro enfoque basado en AFM ha permitido la medición del comportamiento mecánico dinámico poroelástico de la matriz de nuevo desarrollo asociada con condrocitos individuales, y se puede aplicar en general para estudiar el comportamiento dinámico de materiales biológicos, porosos, extremadamente compatibles (~kPa). y sistemas hidratados a escalas de longitud de nm en una amplia gama de frecuencias. El enfoque mecánico dinámico de alta resolución descrito aquí es capaz de discernir diferencias finas en el desarrollo y la maduración de la matriz asociada a las células temporalmente y con la adición de factores de crecimiento. Las metodologías reportadas aquí pueden emplearse para evaluar la maduración de la matriz sintetizada por condrocitos primarios y, además, por otras células como las células madre que experimentan condrogénesis en aplicaciones para la ingeniería de tejidos de cartílago. También puede ser posible utilizar esta metodología para estudiar la respuesta mecanobiológica de condrocitos individuales (Shieh y Athanasiou, 2006b) y células madre a cargas dinámicas aplicadas en un amplio rango de frecuencia”. (Lee et al. 2010: 469-70, 475-6)
