Regulación de Marcadores Osteogénicos en la Etapa Tardía de la Diferenciación de Osteoblastos en TCP Poroso Doped con Silicio y Zinc
Autores: Fielding, Gary A.; Sarkar, Naboneeta; Vahabzadeh, Sahar; Bose, Susmita
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Regulación de Marcadores Osteogénicos en la Etapa Tardía de la Diferenciación de Osteoblastos en TCP Poroso Doped con Silicio y Zinc
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Fosfatos de calcio
Injerto óseo sintético
Elementos traza metálicos
Silicio
Zinc
Marcadores de osteoblastos
Licencia
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Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los fosfatos de calcio (CaPs) son uno de los materiales sintéticos más utilizados para aplicaciones de injertos óseos en la industria ortopédica. Las tendencias recientes en las aplicaciones de injertos óseos sintéticos se han desplazado hacia la incorporación de elementos traza metálicos que extienden el rendimiento de los CaPs para tener propiedades osteoinductivas. El objetivo de este estudio es investigar los efectos de los dopantes de silicio (Si) y zinc (Zn) en andamios de fosfato tricálcico (TCP) altamente porosos sobre los marcadores de diferenciación celular de osteoblastos en etapas avanzadas. En este estudio, se utiliza un método de emulsión de aceite para fabricar andamios de beta-TCP dopados con SiO (Si-TCP) y beta-TCP dopados con ZnO (Zn-TCP) a través de la incorporación de 0.5 % en peso de SiO y 0.25 % en peso de ZnO, respectivamente, al andamio de beta-TCP. Se utiliza la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con transcriptasa inversa (RT-qPCR) para analizar la expresión de ARNm de osteoprotegerina (OPG), ligando activador del receptor del factor nuclear kappa beta (RANKL), proteína morfogenética ósea 2 (BMP2) y factor de transcripción relacionado con runt 2 (Runx2) en la etapa posterior de la diferenciación de osteoblastos, el día 21 y el día 28. Los resultados muestran que la adición de Si y Zn a la estructura de beta-TCP inhibió la transformación de fase de beta a alfa-TCP y mejoró la densidad sin afectar las propiedades de disolución. Se observan transcripciones normales de BMP-2 y Runx2 en ambos andamios Si-TCP y Zn-TCP en el punto de tiempo inicial, como se demuestra mediante RT-qPCR. Además, la adición de Si y Zn regula positivamente la relación osteoprotegerina: ligando activador del factor nuclear (OPG:RANKL) a los 21 días para los andamios Si-TCP y Zn-TCP. Estos resultados demuestran los efectos de los andamios porosos de beta-TCP dopados con Si y Zn sobre la regulación positiva de la expresión génica de marcadores de osteoblastos, incluyendo OPG, RANKL, BMP-2 y Runx2, indicando el papel de los elementos traza en la regulación efectiva de los marcadores de diferenciación celular de osteoblastos en etapas avanzadas.
Descripción
Los fosfatos de calcio (CaPs) son uno de los materiales sintéticos más utilizados para aplicaciones de injertos óseos en la industria ortopédica. Las tendencias recientes en las aplicaciones de injertos óseos sintéticos se han desplazado hacia la incorporación de elementos traza metálicos que extienden el rendimiento de los CaPs para tener propiedades osteoinductivas. El objetivo de este estudio es investigar los efectos de los dopantes de silicio (Si) y zinc (Zn) en andamios de fosfato tricálcico (TCP) altamente porosos sobre los marcadores de diferenciación celular de osteoblastos en etapas avanzadas. En este estudio, se utiliza un método de emulsión de aceite para fabricar andamios de beta-TCP dopados con SiO (Si-TCP) y beta-TCP dopados con ZnO (Zn-TCP) a través de la incorporación de 0.5 % en peso de SiO y 0.25 % en peso de ZnO, respectivamente, al andamio de beta-TCP. Se utiliza la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa con transcriptasa inversa (RT-qPCR) para analizar la expresión de ARNm de osteoprotegerina (OPG), ligando activador del receptor del factor nuclear kappa beta (RANKL), proteína morfogenética ósea 2 (BMP2) y factor de transcripción relacionado con runt 2 (Runx2) en la etapa posterior de la diferenciación de osteoblastos, el día 21 y el día 28. Los resultados muestran que la adición de Si y Zn a la estructura de beta-TCP inhibió la transformación de fase de beta a alfa-TCP y mejoró la densidad sin afectar las propiedades de disolución. Se observan transcripciones normales de BMP-2 y Runx2 en ambos andamios Si-TCP y Zn-TCP en el punto de tiempo inicial, como se demuestra mediante RT-qPCR. Además, la adición de Si y Zn regula positivamente la relación osteoprotegerina: ligando activador del factor nuclear (OPG:RANKL) a los 21 días para los andamios Si-TCP y Zn-TCP. Estos resultados demuestran los efectos de los andamios porosos de beta-TCP dopados con Si y Zn sobre la regulación positiva de la expresión génica de marcadores de osteoblastos, incluyendo OPG, RANKL, BMP-2 y Runx2, indicando el papel de los elementos traza en la regulación efectiva de los marcadores de diferenciación celular de osteoblastos en etapas avanzadas.