Comparación del efecto del método de fabricación en plataformas de quitosano/ hidroxiapatita para ingeniería de tejidos
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.n75a04Palabras clave:
quitosano, hidroxiapatita in situ, hidroxiapatita en polvo, plataformas quitosano/hidroxiapatita, ingeniería de tejidos, huesoResumen
La regeneración del hueso es uno de los principales retos de la medicina moderna debido a que muchas enfermedades, incluyendo los traumas y los tumores, pueden causar defectos óseos. La ingeniería de tejidos (IT) es un área de investigación muy prometedora para curar estas enfermedades de los huesos, ya que permite la reconstrucción de los tejidos basados en la colonización y proliferación de las células sanas, provenientes del mismo paciente, en una matriz extracelular artificial denominada plataformas o andamios. El objetivo de este proyecto fue fabricar plataformas de quitosano/ hidroxiapatita CH/HA, utilizando diversas relaciones y dos métodos diferentes para la obtención de la hidroxiapatita, en polvo (comercial) e in situ, para luego comparar sus propiedades. La morfología, la composición química y las propiedades mecánicas se evaluaron por microscopía electrónica de barrido (SEM), difracción de rayos X (XRD), espectroscopia Raman y ensayos de compresión. Los andamios obtenidos presentaron una estructura porosa interconectada. Las plataformas con mejores propiedades para ingeniería de tejidos fueron las fabricadas con quitosano e hidroxiapatita in situ, debido a que su morfología era más óptima para permitir el crecimiento celular. Estos andamios cumplen los requisitos de la ingeniería de tejidos.
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S. Mistry, A. Mikos. “Tissue engineering strategies for bone regeneration”. Adv Biochem Engin/Biotechnol. Vol. 94. 2005. pp. 1-22.
P. Costantino, C. Friedman. “Synthetic bone graft substitutes”. Otolaryngol Clin North Am. Vol. 27. 1994. pp. 1037-1074.
S. Jun, E. Lee, T. Jang, H. Kim, J. Jang, Y. Koh. “Bone morphogenic protein-2 (BMP-2) loaded hybrid coating on porous hydroxyapatite scaffolds for bone tissue engineering”. J Mater Sci Mater Med. Vol. 24. 2013. pp. 773-782.
F. Zhao, Y. Yin, W. Lu, J. Chiyan, W. Zhang, J. Zhang, M. Zhang, K. Yao. “Preparation and histological evaluation of biomimetic three-dimensional hydroxyapatite/chitosan-gelatin network composite scaffolds”. Biomaterials. Vol. 23. 2002. pp. 3227-3234.
T. Keane, S. Badylak. “Biomaterials for tissue engineering applications”. Seminars in Pediatric Surgery. Vol. 23. 2014. pp. 112-118.
A. Shrivats, M. McDermott, J. Hollinger. “Bone tissue engineering: state of the union”. Drug Discovery Today. Vol. 19. 2014. pp. 781-786.
M. Vallet. “Ceramics for medical applications”. J. Chem. Soc., Dalton Trans. Vol. 1. 2001. pp. 97-108.
S. Teixeira, M. Rodriguez, P. Pena, A. Aza, S. Aza, M. Ferraz, F. Monteiro. “Physical characterization of hydroxyapatite porous scaffolds for tissue engineering”. Mater Sci Eng C. Vol. 29. 2009. pp. 1510-1514.
B. Chesnutt, A. Viano, Y. Yuan, Y. Yang, T. Guda, M. Appleford, J. Ong, W. Haggard, J. Bumgardner. “Design and characterization of a novel chitosan/nanocrystalline calcium phosphate composite scaffold for bone regeneration”. J Biomed Mater Res Part A. Vol. 88. 2009. pp. 491-502.
S. Danilchenko, O. Kalinkevich, M. Pogorelov, A. Kalinkevich, A. Sklyar, T. Kalinichenko, et al. “Chitosan–hydroxyapatite composite biomaterials made by a one step co-precipitation method: preparation, characterization and in vivo tests”. J Biol Phys Chem. Vol. 9. 2009. pp. 119-126.
L. Kong, Y. Gao, W. Cao, Y. Gong, N. Zhao, X. Zhang. “Preparation and characterization of nano-hydroxyapatite/chitosan composite scaffolds”. J Biomed Mater Res A. Vol. 75. 2005. pp. 275-282.
Z. Li, L. Yubao, Y. Aiping, P. Xuelin, W. Xuejiang, Z. Xiang. “Preparation and in vitro investigation of chitosan/nano-hydroxyapatite composite used as bone substitute materials”. J Mater Sci Mater Med. Vol. 16. 2005. pp. 213-219.
C. Peniche, Y. Solís, N. Davidenko, R. García. “Chitosan/hydroxyapatite-based composites”. Biotecnol Apl. Vol. 27. 2010. pp. 202-210.
D. Escobar, C. Ossa, M. Quintana, W. Ospina. “Optimización de un protocolo de extracción de quitina y quitosano desde caparazones de crustáceos”. Scientia et Technica. Vol. 18. 2013. pp. 260-266.
M. Yen, J. Yang, J. Mau. “Physicochemical characterization of chitin and chitosan from crab shells”. Carbohydr Polym. Vol. 75. 2009. pp. 15-21.
J. Oliveira, M. Rodrigues, S. Silva, P. Malafaya, M. Gomes, C. Viegas, I. Dias, J. Azevedo, J. Mano, R. Reis. “Novel hydroxyapatite/chitosan bilayered scaffold for osteochondral tissue-engineering applications: Scaffold design and its performance when seeded with goat bone marrow stromal cells”. Biomaterials. Vol. 27. 2006. pp. 6123-6137.
J. Chen, K. Nan, S. Yin, Y. Wang, T. Wu, Q. Zhang . “Characterization and biocompatibility of nanohybrid scaffold prepared via in situ crystallization of hydroxyapatite in chitosan matrix. Colloids Surf B Biointerfaces. Vol. 81. 2010. pp. 640-647.
J. Klawitter, S. Hulbert. “Application of porous ceramics for the attachment of load bearing internal orthopaedic applications”. J Biomed Mater Res Symp. Vol. 5. 1971. pp. 161-229.
T. Wu, K. Nan, J. Chen, D. Jin, S. Jiang, P. Zhao, J. Xu, H. Du, X. Zhang, J. Li, G. Pei. “A new bone repair scaffold combined with chitosan/ hydroxyapatite and sustained releasing icariin”. Chinese Sci Bull. Vol. 54. 2009. pp. 2953-2961.
K. Zhang, D. Peschel, J. Helm, T. Groth, S. Fischer. “FT Raman investigation of novel chitosan sulfates exhibiting osteogenic capacity”. Carbohydr Polym. Vol. 83. 2011. pp. 60-65.
S. Teng, E. Lee, P. Wang, S. Jun, C. Han, H. Kim. “Functionally Gradient Chitosan/Hydroxyapatite Composite Scaffolds for Controlled Drug Release”. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater. Vol. 90. 2009. pp. 275-282.
K. Im, J. Park, K. Kim, K. Kim, S. Choi, C. Kim, Y. Lee. “Organic-Inorganic hybrids of hydroxyapatite with chitosan”. Key Eng. Mater. Vol. 284-286. 2005. pp. 729-732.
H. Jin, C. Lee, W. Lee, J. Lee, H. Park, S. Yoon. “In-situ formation of the hydroxyapatite/chitosan-alginate composite scaffolds”. Mater Lett. Vol. 62. 2008. pp. 1630-1633.
I. Cukrowski, L. Popović, W. Barnard, S. Paul, P. Rooyen, D. Liles. “Modeling and spectroscopic studies of bisphosphonate–bone interactions. The Raman, NMR and crystallographic investigations of Ca-HEDP complexes”. Bone. Vol. 41. 2007. pp. 668-678.
C. Tchanque, B. Gong, B. Poushanchi, A. Donneys, D. Sarhaddi, K. Gallagher, S. Deshpande, S. Goldstein, M. Morris, S. Buchman. “Raman spectroscopy demonstrates Amifostine induced preservation of bone mineralization patterns in the irradiated murine mandible”. Bone. Vol. 52. 2013. pp. 712-717.
L. Jiang, Y. Li, X. Wang, L. Zhang, J. Wen, M. Gong. “Preparation and properties of nano hydroxyapatite/chitosan/carboxymethyl cellulose composite scaffold”. Carbohydr Polym. Vol. 74. 2008. pp. 680-684.
S. Teng, E. Lee, B. Yoon, D. Shin, H. Kim, J. Oh. “Chitosan/nanohydroxyapatite composite membranes via dynamic filtration for guided bone regeneration”. J Biomed Mater Res Part A. Vol. 88. 2009. pp. 569-580.
J. Jančář, A. Slovíková, E. Amler, P. Krupa, H. Kecová, L. Plánka, P. Gál, A. Nečas. “Mechanical response of porous scaffolds for cartilage engineering”. Physiol. Res. Vol. 56. 2007. pp. 17-25.
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