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Células madre alogénicas transportadas por andamios de silicio poroso para la regeneración ósea activa in vivo

Autores: Renaud, Matthieu; Bousquet, Philippe; Macias, Gerard; Rochefort, Gael Y.; Durand, Jean-Olivier; Marsal, Lluis F.; Cuisinier, Frédéric; Cunin, Frédérique; Collart-Dutilleul, Pierre-Yves

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Células madre alogénicas transportadas por andamios de silicio poroso para la regeneración ósea activa in vivo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Regeneración ósea
Biomateriales
Células madre
Ingeniería de tejidos
Silicio poroso
Osteodiferenciación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Hasta la fecha, las técnicas de regeneración ósea utilizan muchos biomateriales para el injerto óseo con eficiencias limitadas. Con este propósito, la ingeniería de tejidos que combina biomateriales y células madre es una importante vía de desarrollo para mejorar la regeneración ósea. Entre los andamios potencialmente utilizables no tóxicos y bioabsorbibles, el silicio poroso (pSi) es un biomaterial interesante para la ingeniería ósea. La posibilidad de modificar su superficie puede permitir una mejor adhesión celular, así como un control de su tasa de resorción. Además, la liberación de ácido silícico tras la resorción de su nanoestructura ha demostrado anteriormente potenciar la osteodiferenciación de células madre al inducir la formación de fosfato de calcio. En el presente estudio, utilizamos un modelo de cola de rata para experimentar la ingeniería de tejidos óseos con un defecto de tamaño crítico. Se utilizaron dos grupos con cinco ratas por grupo de ratas Wistar macho. En cada rata, se utilizaron cuatro vértebras para la implantación de biomateriales. Los defectos óseos aleatorios se rellenaron con partículas de pSi solas o partículas de pSi que transportaban células madre de pulpa dental (DPSC). La regeneración se evaluó en comparación con el defecto vacío y los defectos rellenos con sustituto óseo xenogénico (Bio-Oss). La microscopía de fluorescencia y las evaluaciones de MEB mostraron la adhesión de DPSC en las partículas de pSi con células que exhiben una distribución en todo el biomaterial. Los análisis histológicos revelaron la formación de una red de colágeno cuando los defectos se rellenaron con pSi, a diferencia del control positivo que utilizaba Bio-Oss. En general, la formación ósea se objetivó con el análisis de uCT y mostró una mayor densidad mineral ósea con las partículas de pSi que combinan DPSC. Los ensayos inmunohistoquímicos confirmaron el aumento de la expresión de marcadores óseos (osteocalcina) cuando las partículas de pSi transportaban DPSC. Sorprendentemente, ninguna célula injertada permaneció en el área regenerada después de un mes de cicatrización, a pesar de que el injerto de DPSC claramente aumentó la regeneración ósea tanto para la expresión de marcadores óseos como para la formación ósea general objetivada con uCT. En conclusión, nuestros resultados muestran que la asociación de pSi con DPSCs in vivo conduce a una mayor formación ósea, en comparación con un injerto de pSi sin DPSCs. Nuestros resultados destacan el papel paracrino de las células madre injertadas mediante el reclutamiento y la estimulación de células endógenas.

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