Supervivencia y proliferación en microambientes hipoxicos severos utilizando hidrogeles oxigenantes cargados de células
Autores: Hassan, Shabir; Cecen, Berivan; Peña-Garcia, Ramon; Marciano, Fernanda Roberta; Miri, Amir K.; Fattahi, Ali; Karavasili, Christina; Sebastian, Shikha; Zaidi, Hamza; Lobo, Anderson Oliveira
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Supervivencia y proliferación en microambientes hipoxicos severos utilizando hidrogeles oxigenantes cargados de células
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Estrategias
Nutrientes
Oxígeno
Biomateriales
Peróxido de calcio
Hidrólisis
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Se han empleado diferentes estrategias para proporcionar nutrientes adecuados a tejidos vivos diseñados. Estas se han centrado principalmente en proporcionar oxígeno para aliviar los efectos de la hipoxia crónica o anoxia que resultan en necrosis o una neovascularización débil, lo que lleva al fracaso de los implantes de tejidos artificiales y, por lo tanto, a un mal resultado clínico. Si bien se han utilizado diferentes biomateriales como generadores de oxígeno para aplicaciones tanto in vitro como in vivo, ciertos problemas han obstaculizado su amplia aplicación. Entre estos se encuentran la generación y la tasa a la que se produce oxígeno, junto con la producción de los intermediarios de reacción en forma de especies reactivas de oxígeno (ROS). Ambos factores pueden ser perjudiciales para la supervivencia celular y pueden afectar gravemente el resultado de tales estudios. Aquí presentamos peróxido de calcio (CPO) encapsulado en policaprolactona como micropartículas que liberan oxígeno (OMPs). Mientras que el CPO libera oxígeno al hidrolizarse, la encapsulación en PCL asegura que la hidrólisis ocurra lentamente, manteniendo así una liberación prolongada de oxígeno sin el estrés que la liberación masiva puede imponer a las células encapsuladas. Utilizamos hidrogeles de metacrilato de gelatina (GelMA) que contienen estas OMPs para estimular la supervivencia y proliferación de mioblastos esqueléticos encapsulados y optimizamos la concentración de OMP para una entrega sostenida de oxígeno durante más de una semana. La plataforma de liberación y entrega de oxígeno descrita en este estudio abre oportunidades para enfoques terapéuticos basados en células para tratar enfermedades resultantes de condiciones isquémicas y mejorar la supervivencia de los implantes en condiciones hipóxicas severas para una exitosa traducción clínica.
Descripción
Se han empleado diferentes estrategias para proporcionar nutrientes adecuados a tejidos vivos diseñados. Estas se han centrado principalmente en proporcionar oxígeno para aliviar los efectos de la hipoxia crónica o anoxia que resultan en necrosis o una neovascularización débil, lo que lleva al fracaso de los implantes de tejidos artificiales y, por lo tanto, a un mal resultado clínico. Si bien se han utilizado diferentes biomateriales como generadores de oxígeno para aplicaciones tanto in vitro como in vivo, ciertos problemas han obstaculizado su amplia aplicación. Entre estos se encuentran la generación y la tasa a la que se produce oxígeno, junto con la producción de los intermediarios de reacción en forma de especies reactivas de oxígeno (ROS). Ambos factores pueden ser perjudiciales para la supervivencia celular y pueden afectar gravemente el resultado de tales estudios. Aquí presentamos peróxido de calcio (CPO) encapsulado en policaprolactona como micropartículas que liberan oxígeno (OMPs). Mientras que el CPO libera oxígeno al hidrolizarse, la encapsulación en PCL asegura que la hidrólisis ocurra lentamente, manteniendo así una liberación prolongada de oxígeno sin el estrés que la liberación masiva puede imponer a las células encapsuladas. Utilizamos hidrogeles de metacrilato de gelatina (GelMA) que contienen estas OMPs para estimular la supervivencia y proliferación de mioblastos esqueléticos encapsulados y optimizamos la concentración de OMP para una entrega sostenida de oxígeno durante más de una semana. La plataforma de liberación y entrega de oxígeno descrita en este estudio abre oportunidades para enfoques terapéuticos basados en células para tratar enfermedades resultantes de condiciones isquémicas y mejorar la supervivencia de los implantes en condiciones hipóxicas severas para una exitosa traducción clínica.