Influencia de los Componentes y la Orientación de los Sustratos Fibrosos de Hidroxiapatita en el Comportamiento de los Osteoblastos
Autores: Tsai, Shiao-Wen; Hsu, Yu-Wei; Pan, Whei-Lin; Vadivelmurugan, Adhisankar; Hwang, Pai-An; Hsu, Fu-Yin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Influencia de los Componentes y la Orientación de los Sustratos Fibrosos de Hidroxiapatita en el Comportamiento de los Osteoblastos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Hidroxiapatita
Sustituido por estroncio
Osteogénesis
Sustratos nanofibrosos
Osteoblastos
Expresión génica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La hidroxiapatita sintética tiene buena biocompatibilidad, bioactividad y capacidad osteoconductora porque sus propiedades químicas y biológicas son similares a las de la bioapatita en el tejido óseo. La hidroxiapatita sustituida por estroncio tiene mejor degradabilidad que la hidroxiapatita y puede promover tanto la osteogénesis como inhibir la adipogénesis en células madre mesenquimatosas. Por lo tanto, la hidroxiapatita y la hidroxiapatita sustituida por estroncio se utilizan ampliamente como materiales para injertos óseos, portadores de células y portadores de fármacos/génicos. Además, los osteoblastos cultivados en sustratos nanofibrosos alineados mostraron una mayor expresión de genes relacionados con la osteogénesis que aquellos cultivados en sustratos nanofibrosos aleatorios. Sin embargo, hasta la fecha, ningún estudio ha explorado los efectos de los componentes y la orientación de los sustratos nanofibrosos de hidroxiapatita en el comportamiento osteoblástico. En este estudio, se fabricaron con éxito un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita aleatorio (R-HANF), un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita sustituida por estroncio aleatorio (R-SrHANF), un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita alineado (A-HANF) y un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita sustituida por estroncio alineado (A-SrHANF) utilizando la técnica de electrohilado. El efecto de la composición de las fibras en las células similares a osteoblastos MG63 se evaluó mediante la evaluación de la morfología celular, la proliferación celular y la expresión de genes relacionados con la osteogénesis. Los resultados mostraron que las células MG63 cultivadas en A-SrHANF tenían una mayor expresión de genes relacionados con la osteogénesis que aquellas cultivadas en A-HANF. Además, las células MG63 se cultivaron en R-SrHANF y A-SrHANF para evaluar los efectos de la orientación de las fibras en el comportamiento celular. En A-SrHANF, las células se alinearon a lo largo de la dirección de las nanofibras, con morfologías bipolares típicas, y exhibieron una mayor expresión de genes relacionados con la osteogénesis que las células en R-SrHANF. Por lo tanto, los componentes y la orientación de los sustratos nanofibrosos de hidroxiapatita son parámetros críticos que afectan el proceso de osteogénesis.
Descripción
La hidroxiapatita sintética tiene buena biocompatibilidad, bioactividad y capacidad osteoconductora porque sus propiedades químicas y biológicas son similares a las de la bioapatita en el tejido óseo. La hidroxiapatita sustituida por estroncio tiene mejor degradabilidad que la hidroxiapatita y puede promover tanto la osteogénesis como inhibir la adipogénesis en células madre mesenquimatosas. Por lo tanto, la hidroxiapatita y la hidroxiapatita sustituida por estroncio se utilizan ampliamente como materiales para injertos óseos, portadores de células y portadores de fármacos/génicos. Además, los osteoblastos cultivados en sustratos nanofibrosos alineados mostraron una mayor expresión de genes relacionados con la osteogénesis que aquellos cultivados en sustratos nanofibrosos aleatorios. Sin embargo, hasta la fecha, ningún estudio ha explorado los efectos de los componentes y la orientación de los sustratos nanofibrosos de hidroxiapatita en el comportamiento osteoblástico. En este estudio, se fabricaron con éxito un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita aleatorio (R-HANF), un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita sustituida por estroncio aleatorio (R-SrHANF), un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita alineado (A-HANF) y un sustrato nanofibroso de hidroxiapatita sustituida por estroncio alineado (A-SrHANF) utilizando la técnica de electrohilado. El efecto de la composición de las fibras en las células similares a osteoblastos MG63 se evaluó mediante la evaluación de la morfología celular, la proliferación celular y la expresión de genes relacionados con la osteogénesis. Los resultados mostraron que las células MG63 cultivadas en A-SrHANF tenían una mayor expresión de genes relacionados con la osteogénesis que aquellas cultivadas en A-HANF. Además, las células MG63 se cultivaron en R-SrHANF y A-SrHANF para evaluar los efectos de la orientación de las fibras en el comportamiento celular. En A-SrHANF, las células se alinearon a lo largo de la dirección de las nanofibras, con morfologías bipolares típicas, y exhibieron una mayor expresión de genes relacionados con la osteogénesis que las células en R-SrHANF. Por lo tanto, los componentes y la orientación de los sustratos nanofibrosos de hidroxiapatita son parámetros críticos que afectan el proceso de osteogénesis.