Desarrollo de un sistema de nanopartículas para la liberación controlada en andamios respiratorios bioprintados
Autores: Zimmerling, Amanda; Sunil, Christina; Zhou, Yan; Chen, Xiongbiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Desarrollo de un sistema de nanopartículas para la liberación controlada en andamios respiratorios bioprintados
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Sistemas de nanopartículas
Factores de crecimiento
Recubrimiento de quitosano
Andamios bioprintados
Cinética de liberación
Ingeniería de tejidos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El uso de sistemas de nanopartículas para la liberación controlada de factores de crecimiento es un enfoque prometedor para imitar el entorno bioquímico de los tejidos nativos en la ingeniería de tejidos. Sin embargo, mantener la liberación de factores de crecimiento dentro de una ventana terapéutica apropiada es un desafío, particularmente en andamios bioprintados. En este estudio, se desarrolló un sistema de nanopartículas basado en alginato recubierto de quitosano cargado con factor de crecimiento de hepatocitos y luego se incorporó en andamios bioprintados. Se investigaron las cinéticas de liberación con un enfoque en identificar el impacto del recubrimiento de quitosano y las condiciones de cultivo. Nuestros resultados demostraron que el recubrimiento de quitosano disminuyó la tasa de liberación y redujo la liberación inicial explosiva, mientras que el cultivo en condiciones dinámicas no tuvo un impacto significativo en comparación con las condiciones estáticas. Las nanopartículas se incorporaron luego en bioinks a diversas concentraciones, y se bioprintaron andamios con una estructura tridimensional (3D) a partir de los bioinks que contenían fibroblastos pulmonares humanos y células epiteliales bronquiales para investigar el uso potencial de un sistema de liberación controlada en la ingeniería de tejidos respiratorios. Se encontró que el bioink cargado con una concentración de 4 ug/mL de nanopartículas tenía mejor capacidad de impresión en comparación con otras concentraciones, mientras que la estabilidad mecánica de los andamios se mantuvo durante un período de cultivo de 14 días. El examen de las células incorporadas demostró un alto grado de viabilidad y proliferación con visualización del inicio de una capa de barrera epitelial. En conjunto, este estudio demuestra que un sistema de nanopartículas basado en alginato recubierto de quitosano permite la liberación sostenida de factores de crecimiento en andamios de tejido respiratorio bioprintados.
Descripción
El uso de sistemas de nanopartículas para la liberación controlada de factores de crecimiento es un enfoque prometedor para imitar el entorno bioquímico de los tejidos nativos en la ingeniería de tejidos. Sin embargo, mantener la liberación de factores de crecimiento dentro de una ventana terapéutica apropiada es un desafío, particularmente en andamios bioprintados. En este estudio, se desarrolló un sistema de nanopartículas basado en alginato recubierto de quitosano cargado con factor de crecimiento de hepatocitos y luego se incorporó en andamios bioprintados. Se investigaron las cinéticas de liberación con un enfoque en identificar el impacto del recubrimiento de quitosano y las condiciones de cultivo. Nuestros resultados demostraron que el recubrimiento de quitosano disminuyó la tasa de liberación y redujo la liberación inicial explosiva, mientras que el cultivo en condiciones dinámicas no tuvo un impacto significativo en comparación con las condiciones estáticas. Las nanopartículas se incorporaron luego en bioinks a diversas concentraciones, y se bioprintaron andamios con una estructura tridimensional (3D) a partir de los bioinks que contenían fibroblastos pulmonares humanos y células epiteliales bronquiales para investigar el uso potencial de un sistema de liberación controlada en la ingeniería de tejidos respiratorios. Se encontró que el bioink cargado con una concentración de 4 ug/mL de nanopartículas tenía mejor capacidad de impresión en comparación con otras concentraciones, mientras que la estabilidad mecánica de los andamios se mantuvo durante un período de cultivo de 14 días. El examen de las células incorporadas demostró un alto grado de viabilidad y proliferación con visualización del inicio de una capa de barrera epitelial. En conjunto, este estudio demuestra que un sistema de nanopartículas basado en alginato recubierto de quitosano permite la liberación sostenida de factores de crecimiento en andamios de tejido respiratorio bioprintados.