Hidrogeles de gelatina mineralizada enzimáticamente tratados con haz de electrones para ingeniería de tejidos óseos
Autores: Riedel, Stefanie; Ward, Daniel; Kudláková, Radmila; Mazur, Karolina; Baáková, Lucie; Kerns, Jemma G.; Allinson, Sarah L.; Ashton, Lorna; Koniezcny, Robert; Mayr, Stefan G.; Douglas, Timothy E. L.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Hidrogeles de gelatina mineralizada enzimáticamente tratados con haz de electrones para ingeniería de tejidos óseos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Hidrogeles biológicos
Ingeniería de tejidos óseos
Tratamiento con haz de electrones
Mineralización enzimática
ALP
Módulo de compresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
Los hidrogeles biológicos son materiales muy prometedores para la ingeniería de tejidos óseos (BTE) debido a su alta biocompatibilidad y características biomiméticas. Sin embargo, para una BTE avanzada y personalizada, se desean herramientas precisas para la estabilización de materiales y el ajuste de las propiedades del material, mientras que se debe asegurar una mineralización óptima. Por lo tanto, técnicas de entrecruzamiento sin reactivos, como el tratamiento con haz de electrones de alta energía, prometen modificaciones efectivas del material sin la formación de subproductos citotóxicos. En el caso del hidrogel de gelatina, el entrecruzamiento por haz de electrones induce además estabilidad térmica, lo que permite aplicaciones biomédicas a temperaturas fisiológicas. En el caso de la mineralización enzimática, inducida por la fosfatasa alcalina (ALP) y mediada por el glicerofosfato de calcio (CaGP), es necesario investigar si el tratamiento con haz de electrones antes de la mineralización tiene influencia en la actividad enzimática y, por lo tanto, afecta el proceso de mineralización. El estudio presentado investiga hidrogeles de gelatina tratados con haz de electrones con ALP incorporada previamente y mineralización sucesiva mediante incubación en un medio que contiene CaGP. Se pudo demostrar que el tratamiento con haz de electrones mantiene óptimamente la actividad enzimática de la ALP, lo que permite la mineralización. Además, es posible el ajuste preciso de propiedades del material, como el aumento del módulo de compresión. Este estudio caracteriza los hidrogeles mineralizados en términos de formación mineral y demuestra la formación de CaP en función de la concentración de ALP y la dosis de electrones. Además, las investigaciones sobre la estabilidad de compresión uniaxial indican módulos de compresión aumentados para hidrogeles de gelatina mineralizados tratados con haz de electrones. En resumen, los hidrogeles de gelatina mineralizados tratados con haz de electrones revelan buena cito compatibilidad para células similares a osteoblastos MG-63, lo que indica un alto potencial para aplicaciones en BTE.
Descripción
Los hidrogeles biológicos son materiales muy prometedores para la ingeniería de tejidos óseos (BTE) debido a su alta biocompatibilidad y características biomiméticas. Sin embargo, para una BTE avanzada y personalizada, se desean herramientas precisas para la estabilización de materiales y el ajuste de las propiedades del material, mientras que se debe asegurar una mineralización óptima. Por lo tanto, técnicas de entrecruzamiento sin reactivos, como el tratamiento con haz de electrones de alta energía, prometen modificaciones efectivas del material sin la formación de subproductos citotóxicos. En el caso del hidrogel de gelatina, el entrecruzamiento por haz de electrones induce además estabilidad térmica, lo que permite aplicaciones biomédicas a temperaturas fisiológicas. En el caso de la mineralización enzimática, inducida por la fosfatasa alcalina (ALP) y mediada por el glicerofosfato de calcio (CaGP), es necesario investigar si el tratamiento con haz de electrones antes de la mineralización tiene influencia en la actividad enzimática y, por lo tanto, afecta el proceso de mineralización. El estudio presentado investiga hidrogeles de gelatina tratados con haz de electrones con ALP incorporada previamente y mineralización sucesiva mediante incubación en un medio que contiene CaGP. Se pudo demostrar que el tratamiento con haz de electrones mantiene óptimamente la actividad enzimática de la ALP, lo que permite la mineralización. Además, es posible el ajuste preciso de propiedades del material, como el aumento del módulo de compresión. Este estudio caracteriza los hidrogeles mineralizados en términos de formación mineral y demuestra la formación de CaP en función de la concentración de ALP y la dosis de electrones. Además, las investigaciones sobre la estabilidad de compresión uniaxial indican módulos de compresión aumentados para hidrogeles de gelatina mineralizados tratados con haz de electrones. En resumen, los hidrogeles de gelatina mineralizados tratados con haz de electrones revelan buena cito compatibilidad para células similares a osteoblastos MG-63, lo que indica un alto potencial para aplicaciones en BTE.