Modelo computacional y experimental del comportamiento mecánico y biológico de fibroblastos aislados del ligamento colateral de la rodilla expuestos a estímulos biofísicos del ultrasonido (2019)
El objetivo de esta tesis fue modelar computacional y experimentalmente el comportamiento mecánico y biológico de fibroblastos del ligamento colateral de la rodilla expuestos a estímulos biofísicos del ultrasonido. Tratamiento con ultrasonido pulsátil a una frecuencia de 1.0 MHz con dos intensidades diferentes 1.0 W/cm2 (Grupo A) y 2.0 W/cm2 (Grupo B) fue aplicado cada 24 horas por cinco días a cultivos monocapa de fibroblastos de ligamento. Un grupo control no recibió tratamiento (Grupo C). La autora midió el módulo de elasticidad celular a través del ensayo con Microscopio de Fuerza Atómica (AFM), armónicos utilizando el Método de los Elementos Finitos (FEM), viabilidad a través de la técnica de citometría de flujo, proliferación por medio de un ensayo colorimétrico (MTS), síntesis de colágeno tipo I y III, y fibronectina mediante el Ensayo de Inmunoabsorbancia Ligado a Enzimas (ELISA), y migración celular a través del ensayo de lesión por raspado. Los resultados mostraron una disminución en el módulo de elasticidad (22% y 32%, p0.05), en los armónicos (20% y 20%) y en la viabilidad celular (1% y 10%) para la baja y alta intensidad, respectivamente. La proliferación celular fue aumentada 10% (Grupo A) y disminuida 13% (Grupo B) (p0.05). El colágeno tipo I fue aumentado 100% para la alta intensidad, y no hubo expresión de colágeno tipo III para la baja intensidad ni para el grupo control. La producción de fibronectina fue aumentada 79% (Grupo A) y 61% (Grupo B). Se comprobó que la disminución del módulo de elasticidad se produjo por una reorganización del citoesqueleto de la célula para 1) proliferar y migrar (aumento del 4%) a la zona de lesión ante baja intensidad de tratamiento y para 2) producir matriz extracelular en la zona de lesión y por tanto disminuir la migración celular (11%) para el tratamiento con alta intensidad (p0.05). Estos hallazgos mostraron que baja dosis de ultrasonido puede estimular la etapa temprana o regenerativa de reparación y alta dosis de tratamiento estimula la etapa tardía o de remodelado. Este trabajo sugiere que el ultrasonido pulsátil estimula a las células para mejorar el proceso de reparación de los ligamentos.