Andamios compuestos para la regeneración del tejido óseo basados en PCL y vidrios bioactivos que contienen Mg
Autores: Petretta, Mauro; Gambardella, Alessandro; Boi, Marco; Berni, Matteo; Cavallo, Carola; Marchiori, Gregorio; Maltarello, Maria Cristina; Bellucci, Devis; Fini, Milena; Baldini, Nicola; Grigolo, Brunella; Cannillo, Valeria
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Andamios compuestos para la regeneración del tejido óseo basados en PCL y vidrios bioactivos que contienen Mg
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Poli(caprolactona)
Fabricación aditiva
Andamios
Bioactividad
Propiedades mecánicas
Vidrio bioactivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El policaprolactona (PCL) se utiliza ampliamente en la fabricación aditiva para la construcción de andamios para la ingeniería de tejidos debido a su buena bioresorbabilidad, biocompatibilidad y procesabilidad. Sin embargo, su uso está limitado por su inadecuado soporte mecánico, su lenta tasa de degradación y la falta de bioactividad y capacidad para inducir la adhesión celular y, por lo tanto, la regeneración del tejido óseo. En este estudio, fabricamos andamios 3D de PCL reforzados con un novedoso vidrio bioactivo dopado con Mg (Mg-BG) caracterizado por buenas propiedades mecánicas y reactividad biológica. Se realizó una optimización de los parámetros de impresión y la fabricación del andamio; además, se llevó a cabo una extensa caracterización de microtopografía mediante microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica. Las pruebas de nanoindentación evaluaron las propiedades mecánicas de los andamios, mientras que se realizaron pruebas de SBF y pruebas de citotoxicidad utilizando células madre mesenquimatosas derivadas de médula ósea humana (BM-MSCs) para evaluar la bioactividad y la viabilidad in vitro. Nuestros resultados mostraron que una relación de 50/50 en peso del polímero al vidrio proporciona andamios con una distribución densa y homogénea de partículas de Mg-BG en la superficie y una rugosidad el doble que la de los andamios de PCL puro. En comparación con el PCL puro (dureza H = 35 +/- 2 MPa y módulo elástico de Young E = 0.80 +/- 0.05 GPa), la formulación 50/50 en peso mostró H = 52 +/- 11 MPa y E = 2.0 +/- 0.2 GPa, por lo tanto, estuvo cerca de los de hueso trabecular. El alto nivel de biocompatibilidad, bioactividad y adhesión celular fomenta el uso de los andamios compuestos de PCL/Mg-BG en la promoción de la viabilidad celular y el soporte de la carga mecánica en el hueso trabecular del huésped.
Descripción
El policaprolactona (PCL) se utiliza ampliamente en la fabricación aditiva para la construcción de andamios para la ingeniería de tejidos debido a su buena bioresorbabilidad, biocompatibilidad y procesabilidad. Sin embargo, su uso está limitado por su inadecuado soporte mecánico, su lenta tasa de degradación y la falta de bioactividad y capacidad para inducir la adhesión celular y, por lo tanto, la regeneración del tejido óseo. En este estudio, fabricamos andamios 3D de PCL reforzados con un novedoso vidrio bioactivo dopado con Mg (Mg-BG) caracterizado por buenas propiedades mecánicas y reactividad biológica. Se realizó una optimización de los parámetros de impresión y la fabricación del andamio; además, se llevó a cabo una extensa caracterización de microtopografía mediante microscopía electrónica de barrido y microscopía de fuerza atómica. Las pruebas de nanoindentación evaluaron las propiedades mecánicas de los andamios, mientras que se realizaron pruebas de SBF y pruebas de citotoxicidad utilizando células madre mesenquimatosas derivadas de médula ósea humana (BM-MSCs) para evaluar la bioactividad y la viabilidad in vitro. Nuestros resultados mostraron que una relación de 50/50 en peso del polímero al vidrio proporciona andamios con una distribución densa y homogénea de partículas de Mg-BG en la superficie y una rugosidad el doble que la de los andamios de PCL puro. En comparación con el PCL puro (dureza H = 35 +/- 2 MPa y módulo elástico de Young E = 0.80 +/- 0.05 GPa), la formulación 50/50 en peso mostró H = 52 +/- 11 MPa y E = 2.0 +/- 0.2 GPa, por lo tanto, estuvo cerca de los de hueso trabecular. El alto nivel de biocompatibilidad, bioactividad y adhesión celular fomenta el uso de los andamios compuestos de PCL/Mg-BG en la promoción de la viabilidad celular y el soporte de la carga mecánica en el hueso trabecular del huésped.