Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 724
https://doi.org/10.69639/arandu.v12i4.1701
Bioingeniería regenerativa y reconstrucción tisular en trauma
complejo post-trauma: piel, músculo, matriz extracelular y
células madres al andamiaje 3D funcional
Regenerative Bioengineering and Tissue Reconstruction in Complex Post-Traumatic
Injury: Skin, Muscle, Extracellular Matrix, and Stem Cells to Functional 3D Scaffolding
Daniela Alexandra Guaman Tapia
alexag1020@gmail.com
https://orcid.org/0009-0003-2268-3025
Investigador Independiente
Riobamba – Ecuador
Santiago Daniel Zamora Larreategui
szamora@unibe.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-3174-1368
Facultad de Salud y Bienestar - Universidad Iberoamericana del Ecuador - UNIB.E
Quito, Ecuador
Andy Alexander Neto Olmos
68127@ucebolonline.edu.bo
https://orcid.org/0009-0005-9051-9918
Investigador Independiente
Santa Cruz - Bolivia
Jordan Josue Sanchez Saraguro
sanchezjordan031@gmail.com
https://orcid.org/0000-0002-6980-0941
Investigador Independiente
Loja- Ecuador
Karen Jazmin Yanez Chicaiza
karenyanez98@hotmail.com
https://orcid.org/0009-0003-7786-2784
Investigador Independiente
Quito – Ecuador
Artículo recibido: 18 septiembre 2025 -Aceptado para publicación: 28 octubre 2025
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar.
RESUMEN
La bioingeniería regenerativa representa una frontera innovadora en la reconstrucción tisular tras
trauma complejo, integrando avances en biología celular, ingeniería de tejidos y nanotecnología
para restaurar la función y estructura de tejidos dañados. Este artículo explora el papel sinérgico
de la piel, el músculo, la matriz extracelular y las células madre en la creación de andamiajes
tridimensionales (3D) funcionales adaptados a las necesidades clínicas específicas del paciente.
Se describen las propiedades biomecánicas y bioquímicas de cada componente, enfatizando cómo
la interacción entre células madre pluripotentes y matriz extracelular optimiza la regeneración y
minimiza la fibrosis post-traumática. Además, se analizan las técnicas emergentes de impresión
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 725
3D y biofabricación que permiten diseñar andamiajes personalizados con porosidad, rigidez y
composición química controladas, favoreciendo la integración celular y vascularización. El
enfoque se complementa con una revisión crítica de los modelos preclínicos y las primeras
aplicaciones clínicas, destacando los retos actuales, como la inmunocompatibilidad y la
escalabilidad para trasplantes. Finalmente, se enfatiza la importancia de un abordaje
multidisciplinario que combine expertise en cirugía reconstructiva, biología y ciencias de
materiales para transformar el manejo del trauma complejo hacia soluciones regenerativas
efectivas y humanizadas, con impacto directo en la mejora de la calidad de vida del paciente. Este
resumen sintetiza el estado del arte y posiciona la bioingeniería regenerativa como una
herramienta clave para la medicina reparadora del futuro.
Palabras clave: bioingeniería regenerativa, reconstrucción tisular, células madre, matriz
extracelular, andamiaje 3d funcional
ABSTRACT
Regenerative bioengineering represents a pioneering frontier in tissue reconstruction following
complex trauma, integrating advances in cellular biology, tissue engineering, and nanotechnology
to restore the function and structure of damaged tissues. This article explores the synergistic role
of skin, muscle, extracellular matrix, and stem cells in creating functional three-dimensional (3D)
scaffolds tailored to the specific clinical needs of patients. The biomechanical and biochemical
properties of each component are described, emphasizing how the interaction between pluripotent
stem cells and the extracellular matrix optimizes regeneration while minimizing post-traumatic
fibrosis. Emerging techniques in 3D printing and biofabrication that enable the design of
customized scaffolds with controlled porosity, stiffness, and chemical composition are also
analyzed, promoting cellular integration and vascularization. The approach is complemented by
a critical review of preclinical models and early clinical applications, highlighting current
challenges such as immunocompatibility and scalability for transplantation. Finally, the
importance of a multidisciplinary approach combining expertise in reconstructive surgery,
biology, and material sciences is emphasized to transform the management of complex trauma
toward effective and humanized regenerative solutions, directly impacting patient quality of life.
This summary synthesizes the current state of the art and positions regenerative bioengineering
as a key tool for the medicine of the future.
.
Keywords: regenerative bioengineering, tissue reconstruction, stem cells, extracellular
matrix, functional 3d scaffoldin
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
3D y biofabricación que permiten diseñar andamiajes personalizados con porosidad, rigidez y
composición química controladas, favoreciendo la integración celular y vascularización. El
enfoque se complementa con una revisión crítica de los modelos preclínicos y las primeras
aplicaciones clínicas, destacando los retos actuales, como la inmunocompatibilidad y la
escalabilidad para trasplantes. Finalmente, se enfatiza la importancia de un abordaje
multidisciplinario que combine expertise en cirugía reconstructiva, biología y ciencias de
materiales para transformar el manejo del trauma complejo hacia soluciones regenerativas
efectivas y humanizadas, con impacto directo en la mejora de la calidad de vida del paciente. Este
resumen sintetiza el estado del arte y posiciona la bioingeniería regenerativa como una
herramienta clave para la medicina reparadora del futuro.
Palabras clave: bioingeniería regenerativa, reconstrucción tisular, células madre, matriz
extracelular, andamiaje 3d funcional
ABSTRACT
Regenerative bioengineering represents a pioneering frontier in tissue reconstruction following
complex trauma, integrating advances in cellular biology, tissue engineering, and nanotechnology
to restore the function and structure of damaged tissues. This article explores the synergistic role
of skin, muscle, extracellular matrix, and stem cells in creating functional three-dimensional (3D)
scaffolds tailored to the specific clinical needs of patients. The biomechanical and biochemical
properties of each component are described, emphasizing how the interaction between pluripotent
stem cells and the extracellular matrix optimizes regeneration while minimizing post-traumatic
fibrosis. Emerging techniques in 3D printing and biofabrication that enable the design of
customized scaffolds with controlled porosity, stiffness, and chemical composition are also
analyzed, promoting cellular integration and vascularization. The approach is complemented by
a critical review of preclinical models and early clinical applications, highlighting current
challenges such as immunocompatibility and scalability for transplantation. Finally, the
importance of a multidisciplinary approach combining expertise in reconstructive surgery,
biology, and material sciences is emphasized to transform the management of complex trauma
toward effective and humanized regenerative solutions, directly impacting patient quality of life.
This summary synthesizes the current state of the art and positions regenerative bioengineering
as a key tool for the medicine of the future.
.
Keywords: regenerative bioengineering, tissue reconstruction, stem cells, extracellular
matrix, functional 3d scaffoldin
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 726
INTRODUCCIÓN
La bioingeniería regenerativa emerge como un campo interdisciplinario que amalgama
conocimientos de biología celular, ciencias de materiales y cirugía reconstructiva para enfrentar
uno de los desafíos médicos más complejos: la reparación efectiva de tejidos dañados tras
traumatismos severos. Tradicionalmente, la reconstrucción en estos casos dependía de injertos y
prótesis que, aunque útiles, presentan limitaciones significativas en términos de integración,
funcionalidad y morbilidad en el sitio donante (Han et al., 2020; Goldenberg et al., 2021). La
capacidad de restaurar la arquitectura y función original de la piel, el músculo y la matriz
extracelular mediante la aplicación de células madre y andamiajes tridimensionales (3D)
funcionales representa una revolución terapéutica que trasciende la medicina reparadora
convencional (Goldenberg et al., 2021).
Los avances en impresión 3D y biofabricación han posibilitado el diseño de estructuras que
reproducen las propiedades biomecánicas y bioquímicas del tejido nativo, facilitando la
integración celular y la vascularización necesaria para una regeneración eficaz (Han et al., 2020).
Además, la interacción dinámica entre células madre multipotentes y la matriz extracelular
potencia procesos regenerativos que reducen la fibrosis y mejoran la recuperación funcional (Han
et al., 2020). Sin embargo, esta área aún enfrenta retos significativos, incluida la
inmunocompatibilidad, escalabilidad y la traducción clínica de estos enfoques innovadores
(Goldenberg et al., 2021).
Este artículo tiene como objetivo revisar de manera crítica el estado actual de la
bioingeniería regenerativa en el contexto de trauma complejo, integrando la biología celular, la
ingeniería de tejidos y las tecnologías emergentes para ofrecer una visión multidisciplinaria que
promueva soluciones funcionales y humanizadas, mejorando así la calidad de vida de los
pacientes afectados.
MATERIALES Y MÉTODOS
Este artículo realiza una revisión crítica del estado actual de la bioingeniería regenerativa
en el contexto del trauma complejo, integrando biología celular, ingeniería de tejidos y
tecnologías emergentes para promover soluciones funcionales y humanizadas que mejoren la
calidad de vida de los pacientes afectados.
Materiales
Se revisaron estudios que emplean biomateriales heterogéneos como colágeno, ácido
hialurónico y fibrina, los cuales constituyen la matriz extracelular natural y favorecen la adhesión,
proliferación y diferenciación de células madre mesenquimales (Hosty et al., 2024; Oliveira et al.,
2023). Además, se consideran polímeros sintéticos biodegradables como el ácido poli-L-láctico
(PLLA) y polietileno glicol (PEG) empleados para la fabricación de andamiajes tridimensionales
INTRODUCCIÓN
La bioingeniería regenerativa emerge como un campo interdisciplinario que amalgama
conocimientos de biología celular, ciencias de materiales y cirugía reconstructiva para enfrentar
uno de los desafíos médicos más complejos: la reparación efectiva de tejidos dañados tras
traumatismos severos. Tradicionalmente, la reconstrucción en estos casos dependía de injertos y
prótesis que, aunque útiles, presentan limitaciones significativas en términos de integración,
funcionalidad y morbilidad en el sitio donante (Han et al., 2020; Goldenberg et al., 2021). La
capacidad de restaurar la arquitectura y función original de la piel, el músculo y la matriz
extracelular mediante la aplicación de células madre y andamiajes tridimensionales (3D)
funcionales representa una revolución terapéutica que trasciende la medicina reparadora
convencional (Goldenberg et al., 2021).
Los avances en impresión 3D y biofabricación han posibilitado el diseño de estructuras que
reproducen las propiedades biomecánicas y bioquímicas del tejido nativo, facilitando la
integración celular y la vascularización necesaria para una regeneración eficaz (Han et al., 2020).
Además, la interacción dinámica entre células madre multipotentes y la matriz extracelular
potencia procesos regenerativos que reducen la fibrosis y mejoran la recuperación funcional (Han
et al., 2020). Sin embargo, esta área aún enfrenta retos significativos, incluida la
inmunocompatibilidad, escalabilidad y la traducción clínica de estos enfoques innovadores
(Goldenberg et al., 2021).
Este artículo tiene como objetivo revisar de manera crítica el estado actual de la
bioingeniería regenerativa en el contexto de trauma complejo, integrando la biología celular, la
ingeniería de tejidos y las tecnologías emergentes para ofrecer una visión multidisciplinaria que
promueva soluciones funcionales y humanizadas, mejorando así la calidad de vida de los
pacientes afectados.
MATERIALES Y MÉTODOS
Este artículo realiza una revisión crítica del estado actual de la bioingeniería regenerativa
en el contexto del trauma complejo, integrando biología celular, ingeniería de tejidos y
tecnologías emergentes para promover soluciones funcionales y humanizadas que mejoren la
calidad de vida de los pacientes afectados.
Materiales
Se revisaron estudios que emplean biomateriales heterogéneos como colágeno, ácido
hialurónico y fibrina, los cuales constituyen la matriz extracelular natural y favorecen la adhesión,
proliferación y diferenciación de células madre mesenquimales (Hosty et al., 2024; Oliveira et al.,
2023). Además, se consideran polímeros sintéticos biodegradables como el ácido poli-L-láctico
(PLLA) y polietileno glicol (PEG) empleados para la fabricación de andamiajes tridimensionales
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 727
(3D) que emulan las propiedades biomecánicas y bioquímicas del tejido nativo, optimizando la
integración tisular y la vascularización (Mahajan et al., 2024).
Métodos
Se sistematizó la información científica mediante la búsqueda en bases de datos
especializadas y la selección de estudios relevantes publicados en los últimos cinco años. Se
analizaron protocolos de aislamiento y cultivo de células madre mesenquimales derivadas de
médula ósea y tejido adiposo, caracterizadas por citometría de flujo para la expresión de
marcadores CD73+, CD90+ y CD105+.
Se evaluaron técnicas de biofabricación enfocadas en la impresión 3D aditiva para la
creación de andamiajes funcionales con diseño personalizado, donde se controlan parámetros
como porosidad y rigidez para replicar microambientes celulares fisiológicos. Se revisaron
métodos de siembra y cultivo dinámico de células madre sobre dichos andamiajes bajo estímulos
biomiméticos que promueven la diferenciación y funcionalidad específicas.
Finalmente, se examinaron estudios preclínicos en modelos animales de trauma complejo
para evaluar la integración tisular, respuesta inflamatoria, restauración funcional y
biocompatibilidad de los biomateriales y células implantados.
Este enfoque metodológico multidisciplinario y humanizado busca sintetizar los avances
más relevantes en bioingeniería regenerativa aplicados al trauma complejo, orientados a
soluciones clínicas personalizadas que mejoren la calidad de vida de los pacientes.
RESULTADOS
La bioingeniería regenerativa surge como una disciplina contemporánea enmarcada dentro
del campo más amplio de la medicina regenerativa, cuyo propósito esencial es restaurar la función
biológica mediante la regeneración de tejidos dañados. Sus raíces se remontan al siglo XIX, con
la formulación de la teoría celular y los primeros estudios sobre células madre como unidades
básicas de vida y regeneración (Ortega et al., 2011). Estos conceptos fundamentales fueron
evolucionando y consolidándose a lo largo del siglo XX con los avances en biología molecular,
biotecnología y desarrollo de biomateriales.
En el contexto específico del trauma complejo, la búsqueda de alternativas a los injertos
tradicionales condujo a la integración de la ingeniería de tejidos a finales del siglo XX,
definiéndose esta como la combinación de células, materiales y señales bioquímicas para crear
tejidos funcionales ex vivo o in vivo (Lanza, 2014). En este punto, la impresión 3D y la
biofabricación personalizadas se integraron como tecnologías disruptivas que permiten diseñar
andamiajes a escala micrométrica y macroscópica con control preciso de porosidad y
composición.
Los primeros enfoques experimentales se centraron en tejidos simples, pero con el aumento
del conocimiento y la capacidad tecnológica, se empezaron a abordar tejidos y órganos complejos
(3D) que emulan las propiedades biomecánicas y bioquímicas del tejido nativo, optimizando la
integración tisular y la vascularización (Mahajan et al., 2024).
Métodos
Se sistematizó la información científica mediante la búsqueda en bases de datos
especializadas y la selección de estudios relevantes publicados en los últimos cinco años. Se
analizaron protocolos de aislamiento y cultivo de células madre mesenquimales derivadas de
médula ósea y tejido adiposo, caracterizadas por citometría de flujo para la expresión de
marcadores CD73+, CD90+ y CD105+.
Se evaluaron técnicas de biofabricación enfocadas en la impresión 3D aditiva para la
creación de andamiajes funcionales con diseño personalizado, donde se controlan parámetros
como porosidad y rigidez para replicar microambientes celulares fisiológicos. Se revisaron
métodos de siembra y cultivo dinámico de células madre sobre dichos andamiajes bajo estímulos
biomiméticos que promueven la diferenciación y funcionalidad específicas.
Finalmente, se examinaron estudios preclínicos en modelos animales de trauma complejo
para evaluar la integración tisular, respuesta inflamatoria, restauración funcional y
biocompatibilidad de los biomateriales y células implantados.
Este enfoque metodológico multidisciplinario y humanizado busca sintetizar los avances
más relevantes en bioingeniería regenerativa aplicados al trauma complejo, orientados a
soluciones clínicas personalizadas que mejoren la calidad de vida de los pacientes.
RESULTADOS
La bioingeniería regenerativa surge como una disciplina contemporánea enmarcada dentro
del campo más amplio de la medicina regenerativa, cuyo propósito esencial es restaurar la función
biológica mediante la regeneración de tejidos dañados. Sus raíces se remontan al siglo XIX, con
la formulación de la teoría celular y los primeros estudios sobre células madre como unidades
básicas de vida y regeneración (Ortega et al., 2011). Estos conceptos fundamentales fueron
evolucionando y consolidándose a lo largo del siglo XX con los avances en biología molecular,
biotecnología y desarrollo de biomateriales.
En el contexto específico del trauma complejo, la búsqueda de alternativas a los injertos
tradicionales condujo a la integración de la ingeniería de tejidos a finales del siglo XX,
definiéndose esta como la combinación de células, materiales y señales bioquímicas para crear
tejidos funcionales ex vivo o in vivo (Lanza, 2014). En este punto, la impresión 3D y la
biofabricación personalizadas se integraron como tecnologías disruptivas que permiten diseñar
andamiajes a escala micrométrica y macroscópica con control preciso de porosidad y
composición.
Los primeros enfoques experimentales se centraron en tejidos simples, pero con el aumento
del conocimiento y la capacidad tecnológica, se empezaron a abordar tejidos y órganos complejos
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 728
afectados por trauma severo, tales como piel, músculo y matriz extracelular. Actualmente, la
convergencia de células madre pluripotentes, biomateriales avanzados y fabricación aditiva
configura un escenario prometedor que está en transición hacia su aplicación clínica generalizada,
con el objetivo de superar los límites del tratamiento convencional y mejorar la calidad de vida
de los pacientes (Dutra Alves et al., 2025).
Esta evolución histórica evidenciada en la revisión respalda la relevancia de los resultados
presentados y la necesidad de continuar la investigación multidisciplinaria para superar los retos
actuales y materializar plenamente el potencial regenerativo en contextos traumáticos complejos.
La revisión crítica del estado actual de la bioingeniería regenerativa en trauma complejo
revela avances significativos en el uso combinado de células madre, biomateriales y tecnologías
de fabricación 3D para la reconstrucción funcional de tejidos. A continuación, se presentan los
principales hallazgos organizados en tres categorías: tipos de biomateriales empleados,
características de los andamiajes 3D y resultados funcionales observados en estudios preclínicos
y clínicos.
Tabla 1
Tipos de biomateriales y sus propiedades relevantes para la regeneración tisular en trauma
complejo
Biomaterial Origen Propiedades clave Aplicación principal Referencia
Colágeno tipo I Natural Biocompatible, bioactivo Andamiaje para piel y
músculo
Hosty et al.,
2024
Ácido hialurónico Natural Hidratante, promotor
celular
Matriz extracelular en
regeneración
Oliveira et al.,
2023
Ácido poli-L-
láctico (PLLA) Sintético Biodegradable,
mecánicamente robusto
Andamiaje 3D para
tejidos profundos
Mahajan et al.,
2024
Polietileno glicol
(PEG) Sintético Hidrogel, favorece
vascularización
Soporte para células
madre
Mahajan et al.,
2024
La tabla 1 sintetiza la diversidad y características clave de los biomateriales utilizados en
la bioingeniería regenerativa. Los biomateriales naturales, como el colágeno tipo I y el ácido
hialurónico, se destacan por su biocompatibilidad y su capacidad para recrear un microambiente
bioactivo muy similar al tejido original, facilitando procesos celulares indispensables para la
reparación tisular. Por otro lado, los biomateriales sintéticos como el PLLA y PEG proporcionan
robustez mecánica y versatilidad para ser moldeados en estructuras complejas mediante impresión
3D. Su combinación estratégica brinda un soporte estructural adecuado y favorece la integración
funcional del injerto. Esta variedad refleja la necesidad de adaptar los materiales a las demandas
biomecánicas y biológicas específicas de cada defecto post-traumático, apuntando a soluciones
afectados por trauma severo, tales como piel, músculo y matriz extracelular. Actualmente, la
convergencia de células madre pluripotentes, biomateriales avanzados y fabricación aditiva
configura un escenario prometedor que está en transición hacia su aplicación clínica generalizada,
con el objetivo de superar los límites del tratamiento convencional y mejorar la calidad de vida
de los pacientes (Dutra Alves et al., 2025).
Esta evolución histórica evidenciada en la revisión respalda la relevancia de los resultados
presentados y la necesidad de continuar la investigación multidisciplinaria para superar los retos
actuales y materializar plenamente el potencial regenerativo en contextos traumáticos complejos.
La revisión crítica del estado actual de la bioingeniería regenerativa en trauma complejo
revela avances significativos en el uso combinado de células madre, biomateriales y tecnologías
de fabricación 3D para la reconstrucción funcional de tejidos. A continuación, se presentan los
principales hallazgos organizados en tres categorías: tipos de biomateriales empleados,
características de los andamiajes 3D y resultados funcionales observados en estudios preclínicos
y clínicos.
Tabla 1
Tipos de biomateriales y sus propiedades relevantes para la regeneración tisular en trauma
complejo
Biomaterial Origen Propiedades clave Aplicación principal Referencia
Colágeno tipo I Natural Biocompatible, bioactivo Andamiaje para piel y
músculo
Hosty et al.,
2024
Ácido hialurónico Natural Hidratante, promotor
celular
Matriz extracelular en
regeneración
Oliveira et al.,
2023
Ácido poli-L-
láctico (PLLA) Sintético Biodegradable,
mecánicamente robusto
Andamiaje 3D para
tejidos profundos
Mahajan et al.,
2024
Polietileno glicol
(PEG) Sintético Hidrogel, favorece
vascularización
Soporte para células
madre
Mahajan et al.,
2024
La tabla 1 sintetiza la diversidad y características clave de los biomateriales utilizados en
la bioingeniería regenerativa. Los biomateriales naturales, como el colágeno tipo I y el ácido
hialurónico, se destacan por su biocompatibilidad y su capacidad para recrear un microambiente
bioactivo muy similar al tejido original, facilitando procesos celulares indispensables para la
reparación tisular. Por otro lado, los biomateriales sintéticos como el PLLA y PEG proporcionan
robustez mecánica y versatilidad para ser moldeados en estructuras complejas mediante impresión
3D. Su combinación estratégica brinda un soporte estructural adecuado y favorece la integración
funcional del injerto. Esta variedad refleja la necesidad de adaptar los materiales a las demandas
biomecánicas y biológicas específicas de cada defecto post-traumático, apuntando a soluciones
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 729
personalizadas que optimicen la recuperación funcional y minimicen complicaciones (Hosty et
al., 2024; Mahajan et al., 2024).
Tabla 2
Características funcionales de andamiajes 3D e impacto en la regeneración tisular
Característica Descripción Efecto en regeneración Referencia
Porosidad
controlada
Facilita intercambio gaseoso y
vascularización
Mejora integración celular y
crecimiento vascular
Oliveira et al.,
2023
Rigidez ajustable Emulación de propiedades
mecánicas del tejido nativo
Promueve diferenciación
celular específica
Hosty et al.,
2024
Bioactivación
química
Incorpora factores de
crecimiento y señales
bioquímicas
Estimula proliferación y
diferenciación
Mahajan et al.,
2024
Personalización
3D
Diseño adaptado al defecto
tisular individual
Optimiza el soporte
estructural y funcional
Oliveira et al.,
2023
La tabla 2 ilustra la importancia de las propiedades físicas y químicas controladas en los
andamiajes 3D. La porosidad controlada facilita la formación de vasos sanguíneos y el
intercambio de nutrientes, crucial para la supervivencia celular y la integración del tejido. La
rigidez ajustable replica las tensiones mecánicas del tejido nativo, guiando la diferenciación
celular hacia linajes específicos necesarios para restaurar funcionalidad. Además, la bioactivación
química con factores de crecimiento potencia la proliferación y especialización celular. La
posibilidad de personalizar el diseño 3D contribuye a adaptar el andamiaje a las características
individuales del daño tisular, mostrando cómo la ingeniería avanzada puede ofrecer alternativas
más precisas y efectivas en la medicina regenerativa (Oliveira et al., 2023; Mahajan et al., 2024).
Tabla 3
Resultados funcionales observados en modelos preclínicos y clínicos
Modelo Evaluación Resultado clave Referencia
Modelo animal de
trauma Integración tisular Restauración de la arquitectura y
función muscular
Hosty et al.,
2024
Ensayo clínico
fase I
Tolerancia e
inmunogenicidad
Buena biocompatibilidad, sin
eventos adversos graves
Mahajan et al.,
2024
Seguimiento
funcional Pruebas biomecánicas Mejora significativa en fuerza y
elasticidad
Oliveira et al.,
2023
personalizadas que optimicen la recuperación funcional y minimicen complicaciones (Hosty et
al., 2024; Mahajan et al., 2024).
Tabla 2
Características funcionales de andamiajes 3D e impacto en la regeneración tisular
Característica Descripción Efecto en regeneración Referencia
Porosidad
controlada
Facilita intercambio gaseoso y
vascularización
Mejora integración celular y
crecimiento vascular
Oliveira et al.,
2023
Rigidez ajustable Emulación de propiedades
mecánicas del tejido nativo
Promueve diferenciación
celular específica
Hosty et al.,
2024
Bioactivación
química
Incorpora factores de
crecimiento y señales
bioquímicas
Estimula proliferación y
diferenciación
Mahajan et al.,
2024
Personalización
3D
Diseño adaptado al defecto
tisular individual
Optimiza el soporte
estructural y funcional
Oliveira et al.,
2023
La tabla 2 ilustra la importancia de las propiedades físicas y químicas controladas en los
andamiajes 3D. La porosidad controlada facilita la formación de vasos sanguíneos y el
intercambio de nutrientes, crucial para la supervivencia celular y la integración del tejido. La
rigidez ajustable replica las tensiones mecánicas del tejido nativo, guiando la diferenciación
celular hacia linajes específicos necesarios para restaurar funcionalidad. Además, la bioactivación
química con factores de crecimiento potencia la proliferación y especialización celular. La
posibilidad de personalizar el diseño 3D contribuye a adaptar el andamiaje a las características
individuales del daño tisular, mostrando cómo la ingeniería avanzada puede ofrecer alternativas
más precisas y efectivas en la medicina regenerativa (Oliveira et al., 2023; Mahajan et al., 2024).
Tabla 3
Resultados funcionales observados en modelos preclínicos y clínicos
Modelo Evaluación Resultado clave Referencia
Modelo animal de
trauma Integración tisular Restauración de la arquitectura y
función muscular
Hosty et al.,
2024
Ensayo clínico
fase I
Tolerancia e
inmunogenicidad
Buena biocompatibilidad, sin
eventos adversos graves
Mahajan et al.,
2024
Seguimiento
funcional Pruebas biomecánicas Mejora significativa en fuerza y
elasticidad
Oliveira et al.,
2023
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 730
La tabla 3 presenta evidencia concreta de la eficacia de la bioingeniería regenerativa en la
restauración tisular tras trauma complejo. Los modelos animales demuestran una integración
tisular significativa con recuperación de la arquitectura y función muscular, lo que indica un buen
mimetismo con el tejido nativo. Los ensayos clínicos iniciales confirman la biocompatibilidad y
ausencia de reacciones adversas importantes, validando la seguridad de estas intervenciones. Por
último, la mejora en parámetros biomecánicos reforzada en estudios funcionales evidencia el
potencial real de estas terapias para restablecer la movilidad y calidad de vida en pacientes
traumatizados. Este conjunto de datos apoya el camino translacional desde la investigación básica
a la aplicación clínica humanizada, destacando la promesa que representa la bioingeniería
regenerativa para el futuro del tratamiento del trauma (Hosty et al., 2024; Oliveira et al., 2023).
Estos resultados subrayan la importancia de un enfoque multidisciplinario que combine
biomateriales avanzados, células madre y tecnologías fabricantes 3D para ofrecer tratamientos
regenerativos efectivos y personalizados en trauma complejo, con un impacto directo en la mejora
de la calidad de vida del paciente.
Estas interpretaciones permiten comprender el alcance y las limitaciones actuales,
aportando una visión crítica y holística del campo, lo que será fundamental para orientar futuras
líneas de investigación y desarrollo clínico.
DISCUSIÓN
Los resultados presentados permiten profundizar en la comprensión actual del papel clave
que la bioingeniería regenerativa desempeña en la reconstrucción tisular tras trauma complejo,
evidenciando un avance notable tanto en las estrategias materiales como en las metodológicas
para lograr soluciones clínicas efectivas y humanizadas.
En primer lugar, el análisis cualitativo de los biomateriales revela que la combinación de
materiales naturales y sintéticos es fundamental para recrear un microambiente favorable a la
regeneración tisular. Los biomateriales naturales, como el colágeno tipo I y el ácido hialurónico,
no solo actúan como soportes físicos, sino que también contribuyen bioquímicamente
estimulando la adhesión, migración y diferenciación celular (Hosty et al., 2024). Su capacidad
para mimetizar la matriz extracelular nativa garantiza una interacción celular más fisiológica,
clave para la reparación funcional. En paralelo, los biomateriales sintéticos como PLLA y PEG
aportan la necesaria resistencia mecánica y versatilidad en diseño para estructuras
tridimensionales, lo que es esencial en defectos tisulares extensos y con requerimientos
biomecánicos específicos (Mahajan et al., 2024). Esta dualidad refleja la complejidad intrínseca
del trauma tisular complejo, donde la recuperación exitosa depende tanto de la biocompatibilidad
como de la integración mecánica.
El análisis de las características funcionales de los andamiajes 3D destaca la relevancia de
parámetros físicos precisos, como la porosidad y la rigidez, que condicionan la eficacia del soporte
La tabla 3 presenta evidencia concreta de la eficacia de la bioingeniería regenerativa en la
restauración tisular tras trauma complejo. Los modelos animales demuestran una integración
tisular significativa con recuperación de la arquitectura y función muscular, lo que indica un buen
mimetismo con el tejido nativo. Los ensayos clínicos iniciales confirman la biocompatibilidad y
ausencia de reacciones adversas importantes, validando la seguridad de estas intervenciones. Por
último, la mejora en parámetros biomecánicos reforzada en estudios funcionales evidencia el
potencial real de estas terapias para restablecer la movilidad y calidad de vida en pacientes
traumatizados. Este conjunto de datos apoya el camino translacional desde la investigación básica
a la aplicación clínica humanizada, destacando la promesa que representa la bioingeniería
regenerativa para el futuro del tratamiento del trauma (Hosty et al., 2024; Oliveira et al., 2023).
Estos resultados subrayan la importancia de un enfoque multidisciplinario que combine
biomateriales avanzados, células madre y tecnologías fabricantes 3D para ofrecer tratamientos
regenerativos efectivos y personalizados en trauma complejo, con un impacto directo en la mejora
de la calidad de vida del paciente.
Estas interpretaciones permiten comprender el alcance y las limitaciones actuales,
aportando una visión crítica y holística del campo, lo que será fundamental para orientar futuras
líneas de investigación y desarrollo clínico.
DISCUSIÓN
Los resultados presentados permiten profundizar en la comprensión actual del papel clave
que la bioingeniería regenerativa desempeña en la reconstrucción tisular tras trauma complejo,
evidenciando un avance notable tanto en las estrategias materiales como en las metodológicas
para lograr soluciones clínicas efectivas y humanizadas.
En primer lugar, el análisis cualitativo de los biomateriales revela que la combinación de
materiales naturales y sintéticos es fundamental para recrear un microambiente favorable a la
regeneración tisular. Los biomateriales naturales, como el colágeno tipo I y el ácido hialurónico,
no solo actúan como soportes físicos, sino que también contribuyen bioquímicamente
estimulando la adhesión, migración y diferenciación celular (Hosty et al., 2024). Su capacidad
para mimetizar la matriz extracelular nativa garantiza una interacción celular más fisiológica,
clave para la reparación funcional. En paralelo, los biomateriales sintéticos como PLLA y PEG
aportan la necesaria resistencia mecánica y versatilidad en diseño para estructuras
tridimensionales, lo que es esencial en defectos tisulares extensos y con requerimientos
biomecánicos específicos (Mahajan et al., 2024). Esta dualidad refleja la complejidad intrínseca
del trauma tisular complejo, donde la recuperación exitosa depende tanto de la biocompatibilidad
como de la integración mecánica.
El análisis de las características funcionales de los andamiajes 3D destaca la relevancia de
parámetros físicos precisos, como la porosidad y la rigidez, que condicionan la eficacia del soporte
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 731
celular y la vascularización del tejido regenerado. La porosidad controlada no solo facilita el
intercambio gaseoso y nutricional sino que es imprescindible para la neovascularización, una
etapa crítica para la supervivencia celular y la reintegración tisular (Oliveira et al., 2023). La
rigidez ajustada al comportamiento mecánico del tejido original es un factor determinante para
guiar la diferenciación celular hacia fenotipos específicos, condición necesaria para la
restauración funcional (Hosty et al., 2024). La bioactivación química con factores de crecimiento
y señalización molecular específica en el andamiaje potencia estos procesos, configurándose
como una herramienta avanzada que aproxima la ingeniería tisular a las condiciones fisiológicas
reales, superando las limitaciones de dispositivos estáticos tradicionales.
Los resultados funcionales en modelos preclínicos y ensayos clínicos ofrecen evidencia
sólida que valida la viabilidad y seguridad de estas terapias. La restauración arquitectónica y
funcional observada en modelos animales demuestra la capacidad de los sistemas integrados de
células madre y andamiajes para reparar el daño muscular y cutáneo de forma efectiva,
minimizando fibrosis y favoreciendo la recuperación biomecánica (Hosty et al., 2024). Por otra
parte, la ausencia de eventos adversos graves en estudios clínicos iniciales respalda el potencial
de traslación de estos avances hacia aplicaciones reales, con el beneficio directo para pacientes
afectados por trauma complejo (Mahajan et al., 2024). La mejora en la función biomecánica
confirmada en seguimiento funcional refuerza la importancia de estas terapias no solo para
corregir deficiencias anatómicas, sino también para restaurar calidad de vida y funcionalidad
diaria.
En conjunto, estos hallazgos enfatizan la necesidad de un enfoque multidisciplinario donde
converjan la biología celular, el desarrollo de biomateriales y la ingeniería de tejidos con
tecnologías de fabricación avanzada. Solo así será posible diseñar soluciones regenerativas
personalizadas, eficaces y humanizadas, que respondan a la heterogeneidad del trauma complejo
y sus implicaciones clínicas. Este camino incluye no solo la optimización de materiales y métodos,
sino también la consideración integral del paciente, la minimización del daño adicional y la
promoción de procesos biológicos intrínsecos de reparación.
Finalmente, todavía persisten desafíos importantes para la consolidación definitiva de estas
tecnologías en la práctica clínica habitual, como asegurar la inmunocompatibilidad a largo plazo,
la escalabilidad de la producción de andamiajes y células, y la estandarización de protocolos que
garanticen resultados reproducibles. Superar estos obstáculos requiere de una colaboración
continua entre científicos, clínicos e ingenieros, atendiendo no solo a la ciencia y tecnología, sino
también a la dimensión ética y humana inherente a toda intervención regenerativa.
En definitiva, la bioingeniería regenerativa representa no solo un avance científico y
tecnológico, sino un compromiso con una medicina más humana, capaz de ofrecer esperanza y
mejor calidad de vida a quienes enfrentan las secuelas de traumas complejos.
celular y la vascularización del tejido regenerado. La porosidad controlada no solo facilita el
intercambio gaseoso y nutricional sino que es imprescindible para la neovascularización, una
etapa crítica para la supervivencia celular y la reintegración tisular (Oliveira et al., 2023). La
rigidez ajustada al comportamiento mecánico del tejido original es un factor determinante para
guiar la diferenciación celular hacia fenotipos específicos, condición necesaria para la
restauración funcional (Hosty et al., 2024). La bioactivación química con factores de crecimiento
y señalización molecular específica en el andamiaje potencia estos procesos, configurándose
como una herramienta avanzada que aproxima la ingeniería tisular a las condiciones fisiológicas
reales, superando las limitaciones de dispositivos estáticos tradicionales.
Los resultados funcionales en modelos preclínicos y ensayos clínicos ofrecen evidencia
sólida que valida la viabilidad y seguridad de estas terapias. La restauración arquitectónica y
funcional observada en modelos animales demuestra la capacidad de los sistemas integrados de
células madre y andamiajes para reparar el daño muscular y cutáneo de forma efectiva,
minimizando fibrosis y favoreciendo la recuperación biomecánica (Hosty et al., 2024). Por otra
parte, la ausencia de eventos adversos graves en estudios clínicos iniciales respalda el potencial
de traslación de estos avances hacia aplicaciones reales, con el beneficio directo para pacientes
afectados por trauma complejo (Mahajan et al., 2024). La mejora en la función biomecánica
confirmada en seguimiento funcional refuerza la importancia de estas terapias no solo para
corregir deficiencias anatómicas, sino también para restaurar calidad de vida y funcionalidad
diaria.
En conjunto, estos hallazgos enfatizan la necesidad de un enfoque multidisciplinario donde
converjan la biología celular, el desarrollo de biomateriales y la ingeniería de tejidos con
tecnologías de fabricación avanzada. Solo así será posible diseñar soluciones regenerativas
personalizadas, eficaces y humanizadas, que respondan a la heterogeneidad del trauma complejo
y sus implicaciones clínicas. Este camino incluye no solo la optimización de materiales y métodos,
sino también la consideración integral del paciente, la minimización del daño adicional y la
promoción de procesos biológicos intrínsecos de reparación.
Finalmente, todavía persisten desafíos importantes para la consolidación definitiva de estas
tecnologías en la práctica clínica habitual, como asegurar la inmunocompatibilidad a largo plazo,
la escalabilidad de la producción de andamiajes y células, y la estandarización de protocolos que
garanticen resultados reproducibles. Superar estos obstáculos requiere de una colaboración
continua entre científicos, clínicos e ingenieros, atendiendo no solo a la ciencia y tecnología, sino
también a la dimensión ética y humana inherente a toda intervención regenerativa.
En definitiva, la bioingeniería regenerativa representa no solo un avance científico y
tecnológico, sino un compromiso con una medicina más humana, capaz de ofrecer esperanza y
mejor calidad de vida a quienes enfrentan las secuelas de traumas complejos.
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 732
Los avances en bioingeniería regenerativa para trauma complejo, sustentados en
biomateriales innovadores, células madre y tecnologías de impresión 3D, representan un cambio
paradigmático en el tratamiento reconstructivo, prometiendo restaurar no solo la anatomía sino
también la funcionalidad y calidad de vida de los pacientes. Esta revisión evidencia que la
convergencia de materiales naturales y sintéticos genera un microambiente idóneo para la
regeneración, emulando la matriz extracelular y proporcionando soporte mecánico duradero
(Hosty et al., 2024; Oliveira et al., 2023).
La optimización de las propiedades físicas y bioquímicas de los andamiajes 3D, con control
preciso de porosidad, rigidez y bioactivación, ha demostrado potenciar la viabilidad celular y la
diferenciación selectiva, aspectos críticos para superar barreras históricas en la integración tisular
y vascularización (Mahajan et al., 2024). La evidencia preclínica y clínica reciente confirma la
seguridad y eficacia de estos enfoques, pero también enfatiza la necesidad de estandarización y
personalización, adaptando estrategias al perfil específico de cada lesión y paciente.
Para avanzar hacia una medicina regenerativa más humana y efectiva, es fundamental
abordar retos pendientes como la inmunocompatibilidad a largo plazo, la producción escalable de
células y andamiajes, y la definición de protocolos clínicos robustos que aseguren resultados
reproducibles y seguros (Rujitanaroj et al., 2025; Zhang et al., 2024).
Propuestas de investigación futura
1. Desarrollo de biomateriales inteligentes que respondan dinámicamente al microambiente
tisular post-implante, modulando la liberación de factores bioactivos en respuesta a señales
inflamatorias o metabólicas (Rujitanaroj et al., 2025).
2. Integración de técnicas ómicas y análisis multiescala para comprender las interacciones
celulares en el andamiaje y optimizar la diferenciación dirigida en tiempo real (Zhang et
al., 2024).
3. Estudios clínicos multicéntricos que evalúen la eficacia y seguridad comparativa de
diferentes combinaciones celulares y materiales, con seguimiento prolongado para
determinar la durabilidad funcional en humanos (Kumar et al., 2025).
4. Implementación de plataformas digitales y de inteligencia artificial para el diseño
personalizado de andamiajes 3D basados en imágenes médicas y perfiles genómicos del
paciente, para tratamientos verdaderamente individualizados.
Estas líneas abren un horizonte prometedor para consolidar la bioingeniería regenerativa
como pilar de las terapias reconstructivas, fomentando una medicina reparadora centrada en la
persona y en la recuperación integral.
CONCLUSIONES
En concordancia con el objetivo planteado, esta revisión crítica confirma que la
bioingeniería regenerativa aplicada al trauma complejo representa un avance sustancial en el
Los avances en bioingeniería regenerativa para trauma complejo, sustentados en
biomateriales innovadores, células madre y tecnologías de impresión 3D, representan un cambio
paradigmático en el tratamiento reconstructivo, prometiendo restaurar no solo la anatomía sino
también la funcionalidad y calidad de vida de los pacientes. Esta revisión evidencia que la
convergencia de materiales naturales y sintéticos genera un microambiente idóneo para la
regeneración, emulando la matriz extracelular y proporcionando soporte mecánico duradero
(Hosty et al., 2024; Oliveira et al., 2023).
La optimización de las propiedades físicas y bioquímicas de los andamiajes 3D, con control
preciso de porosidad, rigidez y bioactivación, ha demostrado potenciar la viabilidad celular y la
diferenciación selectiva, aspectos críticos para superar barreras históricas en la integración tisular
y vascularización (Mahajan et al., 2024). La evidencia preclínica y clínica reciente confirma la
seguridad y eficacia de estos enfoques, pero también enfatiza la necesidad de estandarización y
personalización, adaptando estrategias al perfil específico de cada lesión y paciente.
Para avanzar hacia una medicina regenerativa más humana y efectiva, es fundamental
abordar retos pendientes como la inmunocompatibilidad a largo plazo, la producción escalable de
células y andamiajes, y la definición de protocolos clínicos robustos que aseguren resultados
reproducibles y seguros (Rujitanaroj et al., 2025; Zhang et al., 2024).
Propuestas de investigación futura
1. Desarrollo de biomateriales inteligentes que respondan dinámicamente al microambiente
tisular post-implante, modulando la liberación de factores bioactivos en respuesta a señales
inflamatorias o metabólicas (Rujitanaroj et al., 2025).
2. Integración de técnicas ómicas y análisis multiescala para comprender las interacciones
celulares en el andamiaje y optimizar la diferenciación dirigida en tiempo real (Zhang et
al., 2024).
3. Estudios clínicos multicéntricos que evalúen la eficacia y seguridad comparativa de
diferentes combinaciones celulares y materiales, con seguimiento prolongado para
determinar la durabilidad funcional en humanos (Kumar et al., 2025).
4. Implementación de plataformas digitales y de inteligencia artificial para el diseño
personalizado de andamiajes 3D basados en imágenes médicas y perfiles genómicos del
paciente, para tratamientos verdaderamente individualizados.
Estas líneas abren un horizonte prometedor para consolidar la bioingeniería regenerativa
como pilar de las terapias reconstructivas, fomentando una medicina reparadora centrada en la
persona y en la recuperación integral.
CONCLUSIONES
En concordancia con el objetivo planteado, esta revisión crítica confirma que la
bioingeniería regenerativa aplicada al trauma complejo representa un avance sustancial en el
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 733
desarrollo de estrategias reconstructivas efectivas y personalizadas. Los materiales biomiméticos
combinados con células madre y tecnologías de biofabricación 3D han demostrado capacidad
para recrear microambientes favorables a la regeneración tisular, facilitando no solo la reparación
anatómica sino también la restauración funcional y la mejora en la calidad de vida de los
pacientes.
Los resultados analizados evidencian que la integración de propiedades biomecánicas,
bioquímicas y funcionales en andamiajes tridimensionales es esencial para la diferenciación
celular dirigida y la vascularización, elementos clave para superar las limitaciones históricas de
los enfoques quirúrgicos convencionales. Así mismo, la seguridad y eficacia observadas en
modelos preclínicos y ensayos clínicos preliminares validan la viabilidad de estos enfoques desde
una perspectiva traslacional.
No obstante, la implementación clínica masiva enfrenta retos considerables, entre los que
destacan la necesidad de optimizar la inmunocompatibilidad a largo plazo, estandarizar
protocolos de fabricación y cultivo celular, y garantizar la reproducibilidad y escalabilidad de las
intervenciones. La multidisciplinariedad será fundamental para afrontar estas barreras, integrando
conocimientos en materiales, biología, ingeniería y clínica.
Se recomienda impulsar líneas de investigación que profundicen en biomateriales
inteligentes capaces de modular dinámicamente la respuesta tisular, el uso de tecnologías ómicas
para personalizar y monitorizar la regeneración, y la incorporación de inteligencia artificial para
optimizar el diseño de tejidos. Asimismo, se requiere robustecer los ensayos clínicos
multicéntricos con seguimiento a largo plazo para consolidar la evidencia y favorecer su adopción
clínica generalizada.
En suma, los hallazgos aquí sintetizados consolidan la bioingeniería regenerativa como una
disciplina con potencial paradigmático para la medicina reparadora en trauma complejo,
enfatizando su compromiso ético y científico para ofrecer soluciones terapéuticas humanizadas,
eficaces y seguras.
desarrollo de estrategias reconstructivas efectivas y personalizadas. Los materiales biomiméticos
combinados con células madre y tecnologías de biofabricación 3D han demostrado capacidad
para recrear microambientes favorables a la regeneración tisular, facilitando no solo la reparación
anatómica sino también la restauración funcional y la mejora en la calidad de vida de los
pacientes.
Los resultados analizados evidencian que la integración de propiedades biomecánicas,
bioquímicas y funcionales en andamiajes tridimensionales es esencial para la diferenciación
celular dirigida y la vascularización, elementos clave para superar las limitaciones históricas de
los enfoques quirúrgicos convencionales. Así mismo, la seguridad y eficacia observadas en
modelos preclínicos y ensayos clínicos preliminares validan la viabilidad de estos enfoques desde
una perspectiva traslacional.
No obstante, la implementación clínica masiva enfrenta retos considerables, entre los que
destacan la necesidad de optimizar la inmunocompatibilidad a largo plazo, estandarizar
protocolos de fabricación y cultivo celular, y garantizar la reproducibilidad y escalabilidad de las
intervenciones. La multidisciplinariedad será fundamental para afrontar estas barreras, integrando
conocimientos en materiales, biología, ingeniería y clínica.
Se recomienda impulsar líneas de investigación que profundicen en biomateriales
inteligentes capaces de modular dinámicamente la respuesta tisular, el uso de tecnologías ómicas
para personalizar y monitorizar la regeneración, y la incorporación de inteligencia artificial para
optimizar el diseño de tejidos. Asimismo, se requiere robustecer los ensayos clínicos
multicéntricos con seguimiento a largo plazo para consolidar la evidencia y favorecer su adopción
clínica generalizada.
En suma, los hallazgos aquí sintetizados consolidan la bioingeniería regenerativa como una
disciplina con potencial paradigmático para la medicina reparadora en trauma complejo,
enfatizando su compromiso ético y científico para ofrecer soluciones terapéuticas humanizadas,
eficaces y seguras.
Vol. 12/ Núm. 4 2025 pág. 734
REFERENCIAS
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Perspectives. Frontiers in Surgery, 8, Article 731031.
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