Mejorada bioactividad de recubrimientos de vidrio bioactivo dopado con cobre en hueso cortical humano liofilizado: un estudio in vitro
Autores: Brogini, Silvia; Tschon, Matilde; Vivarelli, Leonardo; Gambardella, Alessandro; De Bonis, Angela; Giavaresi, Gianluca; Fini, Milena; Dallari, Dante; Rau, Julietta V.; Govoni, Marco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Mejorada bioactividad de recubrimientos de vidrio bioactivo dopado con cobre en hueso cortical humano liofilizado: un estudio in vitro
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Injerto óseo
Tejidos óseos alogénicos
Vidrio bioactivo dopado con cobre
Fenotipo osteogénico
Células madre mesenquimales
Bancos de tejidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
El injerto óseo es una de las técnicas quirúrgicas más utilizadas para favorecer la regeneración y reparación ósea en procedimientos ortopédicos. A pesar de que el autoinjerto sigue siendo considerado el estándar de oro, los tejidos óseos alogénicos siguen siendo una alternativa viable, aunque en las últimas décadas solo se han realizado unos pocos estudios para traducir los injertos óseos alogénicos mejorados en soluciones clínicas. En este estudio in vitro, muestras de hueso alogénico cortical fueron recubiertas con vidrio bioactivo 45S5 dopado con cobre (Cu-BG) mediante la técnica de deposición láser pulsada para combinar el soporte mecánico y las propiedades osteoconductivas del hueso humano con las características osteogénicas y proangiogénicas del material bioactivo. Se realizaron mediciones de ángulo de contacto (CA), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM) para comparar cuantitativamente el impacto en las propiedades de la superficie ósea de los cambios morfológicos inducidos por la presencia del recubrimiento. Específicamente, los resultados obtenidos han mostrado una absorción total de la gota en las muestras recubiertas. El recubrimiento en la superficie del tejido óseo consistía en una capa de fondo homogénea de Cu-BG con agregados de grano micrométricos en ella, una característica morfológica que puede facilitar la adhesión y proliferación de osteoblastos. Se llevó a cabo un estudio de citotoxicidad y viabilidad celular en células similares a osteoblastos Saos-2, demostrando la biocompatibilidad del nuevo tejido óseo compuesto y la ausencia de residuos citotóxicos. Además, las células madre mesenquimatosas derivadas de médula ósea humana (hBMSCs) se sembraron en muestras de Cu-BG y no recubiertas (NC) para evaluar la bioactividad y su diferenciación hacia el fenotipo osteogénico. Nuestros hallazgos mostraron el potencial pro-osteogénico y proangiogénico de los recubrimientos de Cu-BG, aunque se observaron cambios dinámicos con el tiempo. A los siete días, las muestras de Cu-BG mostraron expresiones significativamente más altas de los genes , , e , lo que indica un compromiso osteogénico temprano mejorado. Además, la expresión fue significativamente mayor en Cu-BG en comparación con el control. Estos resultados allanan el camino para el desarrollo de una clase innovadora de productos basados en hueso distribuidos por bancos de tejidos.
Descripción
El injerto óseo es una de las técnicas quirúrgicas más utilizadas para favorecer la regeneración y reparación ósea en procedimientos ortopédicos. A pesar de que el autoinjerto sigue siendo considerado el estándar de oro, los tejidos óseos alogénicos siguen siendo una alternativa viable, aunque en las últimas décadas solo se han realizado unos pocos estudios para traducir los injertos óseos alogénicos mejorados en soluciones clínicas. En este estudio in vitro, muestras de hueso alogénico cortical fueron recubiertas con vidrio bioactivo 45S5 dopado con cobre (Cu-BG) mediante la técnica de deposición láser pulsada para combinar el soporte mecánico y las propiedades osteoconductivas del hueso humano con las características osteogénicas y proangiogénicas del material bioactivo. Se realizaron mediciones de ángulo de contacto (CA), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía de fuerza atómica (AFM) para comparar cuantitativamente el impacto en las propiedades de la superficie ósea de los cambios morfológicos inducidos por la presencia del recubrimiento. Específicamente, los resultados obtenidos han mostrado una absorción total de la gota en las muestras recubiertas. El recubrimiento en la superficie del tejido óseo consistía en una capa de fondo homogénea de Cu-BG con agregados de grano micrométricos en ella, una característica morfológica que puede facilitar la adhesión y proliferación de osteoblastos. Se llevó a cabo un estudio de citotoxicidad y viabilidad celular en células similares a osteoblastos Saos-2, demostrando la biocompatibilidad del nuevo tejido óseo compuesto y la ausencia de residuos citotóxicos. Además, las células madre mesenquimatosas derivadas de médula ósea humana (hBMSCs) se sembraron en muestras de Cu-BG y no recubiertas (NC) para evaluar la bioactividad y su diferenciación hacia el fenotipo osteogénico. Nuestros hallazgos mostraron el potencial pro-osteogénico y proangiogénico de los recubrimientos de Cu-BG, aunque se observaron cambios dinámicos con el tiempo. A los siete días, las muestras de Cu-BG mostraron expresiones significativamente más altas de los genes , , e , lo que indica un compromiso osteogénico temprano mejorado. Además, la expresión fue significativamente mayor en Cu-BG en comparación con el control. Estos resultados allanan el camino para el desarrollo de una clase innovadora de productos basados en hueso distribuidos por bancos de tejidos.