Los andamios de quitosano de fuentes crustáceas y fúngicas: un estudio comparativo para aplicaciones de ingeniería de tejidos óseos
Autores: Iqbal, Neelam; Ganguly, Payal; Yildizbakan, Lemiha; Raif, El Mostafa; Jones, Elena; Giannoudis, Peter V.; Jha, Animesh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Los andamios de quitosano de fuentes crustáceas y fúngicas: un estudio comparativo para aplicaciones de ingeniería de tejidos óseos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Chitosano
Regeneración ósea
CS derivado de hongos
CS derivado de crustáceos
Minerales de fosfato tricálcico
Andamios
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 67
Citaciones: Sin citaciones
El quitosano (CS), un biopolímero, tiene un gran potencial en la regeneración ósea debido a sus atributos de biocompatibilidad y biodegradabilidad. Mientras que el CS derivado de crustáceos se usa convencionalmente en la investigación, hay un creciente interés en el CS derivado de hongos por sus propiedades igualmente potentes en aplicaciones regenerativas óseas. Aquí investigamos las características fisicoquímicas y biológicas de andamios de CS derivados de hongos (MDC) y crustáceos (ADC) incrustados con diferentes concentraciones de minerales de fosfato tricálcico (TCP), es decir, 0% en peso: ADC/MDC-1, 10% en peso: ADC/MDC-2, 20% en peso: ADC/MDC-3 y 30% en peso: ADC/MDC-4. Los andamios liofilizados ADC-1 y MDC-1 sin minerales de TCP presentaron los mayores potenciales zeta de 47.3 +/- 1.2 mV y 55.1 +/- 1.6 mV, respectivamente. La microscopía electrónica de barrido reveló distinciones prominentes, donde los andamios MDC mostraron una microarquitectura estructural tipo estrías en contraste con la morfología porosa exhibida por los tipos de andamios ADC. En cuanto a las reducciones de masa de los andamios de 4 semanas, MDC-1, MDC-2, MDC-3 y MDC-4 indicaron disminuciones de 55.98 +/- 4.2%, 40.16 +/- 3.6%, 27.05 +/- 4.7% y 19.16 +/- 5.3%, respectivamente. Por otro lado, ADC-1, ADC-2, ADC-3 y ADC-4 presentaron reducciones de masa de 35.78 +/- 5.1%, 25.19 +/- 4.2%, 20.23 +/- 6.3% y 13.68 +/- 5.4%, respectivamente. El rendimiento biológico de los andamios se evaluó a través de la adhesión de células madre mesenquimales de médula ósea (BMMSCs) mediante estudios de citotoxicidad indirecta y directa, donde todos los tipos de andamios no presentaron comportamientos citotóxicos. Los andamios MDC indicaron resultados comparables a los de ADC, donde ambos tipos de CS exhibieron propiedades fisicoquímicas similares. Nuestros datos sugieren que los andamios MDC podrían ser una alternativa potente a los andamios derivados de ADC para aplicaciones de regeneración ósea, especialmente para concentraciones de TCP del 10% en peso.
Descripción
El quitosano (CS), un biopolímero, tiene un gran potencial en la regeneración ósea debido a sus atributos de biocompatibilidad y biodegradabilidad. Mientras que el CS derivado de crustáceos se usa convencionalmente en la investigación, hay un creciente interés en el CS derivado de hongos por sus propiedades igualmente potentes en aplicaciones regenerativas óseas. Aquí investigamos las características fisicoquímicas y biológicas de andamios de CS derivados de hongos (MDC) y crustáceos (ADC) incrustados con diferentes concentraciones de minerales de fosfato tricálcico (TCP), es decir, 0% en peso: ADC/MDC-1, 10% en peso: ADC/MDC-2, 20% en peso: ADC/MDC-3 y 30% en peso: ADC/MDC-4. Los andamios liofilizados ADC-1 y MDC-1 sin minerales de TCP presentaron los mayores potenciales zeta de 47.3 +/- 1.2 mV y 55.1 +/- 1.6 mV, respectivamente. La microscopía electrónica de barrido reveló distinciones prominentes, donde los andamios MDC mostraron una microarquitectura estructural tipo estrías en contraste con la morfología porosa exhibida por los tipos de andamios ADC. En cuanto a las reducciones de masa de los andamios de 4 semanas, MDC-1, MDC-2, MDC-3 y MDC-4 indicaron disminuciones de 55.98 +/- 4.2%, 40.16 +/- 3.6%, 27.05 +/- 4.7% y 19.16 +/- 5.3%, respectivamente. Por otro lado, ADC-1, ADC-2, ADC-3 y ADC-4 presentaron reducciones de masa de 35.78 +/- 5.1%, 25.19 +/- 4.2%, 20.23 +/- 6.3% y 13.68 +/- 5.4%, respectivamente. El rendimiento biológico de los andamios se evaluó a través de la adhesión de células madre mesenquimales de médula ósea (BMMSCs) mediante estudios de citotoxicidad indirecta y directa, donde todos los tipos de andamios no presentaron comportamientos citotóxicos. Los andamios MDC indicaron resultados comparables a los de ADC, donde ambos tipos de CS exhibieron propiedades fisicoquímicas similares. Nuestros datos sugieren que los andamios MDC podrían ser una alternativa potente a los andamios derivados de ADC para aplicaciones de regeneración ósea, especialmente para concentraciones de TCP del 10% en peso.