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La curación de heridas es un proceso complejo que involucra múltiples tipos de células y vías biológicas. Como se trata de un proceso retardado, los materiales del apósito pueden proteger la herida de las influencias externas mientras transcurre el proceso de curación.
Aprender: Un receptor de fase de cicatrización de heridas in vitro duradero a través de nanocompuestos bioactivos de óxido de vidrio y grafeno. Crédito: ALIOUI MA/Shutterstock.com
Una amplia gama de materiales para apósitos está disponible comercialmente para mejorar el proceso de cicatrización de heridas, y varían y tienen propósitos específicos en la ingeniería de tejidos.
Un artículo publicado en Scientific Reports introdujo la in vitro Eficiencia de cicatrización de heridas del vidrio bioactivo en presencia y ausencia de iones de sodio (Na) contra células de fibroblastos L929. Además del vidrio bioactivo preparado mediante el proceso sol-gel, también se han preparado y utilizado nanocompuestos de vidrio bioactivo y óxido de grafeno (GO) en estudios de cicatrización de heridas.
Ilustración 1. Patrones XRD para nanocompuestos BG, BG (sin Na), GO y BG/GO, BG (sin Na)/GO posteriores a la mineralización; (a) 1 día, (b) día 14, (C) día 28 y (es decir) Representación de la formación de CHAp por intercambio iónico.
En el presente estudio, se probaron vidrio bioactivo, nanocompuestos de vidrio bioactivo-GO, sus versiones libres de Na y GO puro contra células de fibroblastos L929. in vitro. Los nanocompuestos de vidrio bioactivo 45S5 exhibieron varias propiedades de cicatrización de heridas, incluido un 80 % de viabilidad celular, un 30 % de proliferación celular, un 25 % de migración celular, actividad metabólica y contracción de heridas.
Además, el ensayo de (2,2-difenil-1-picril-hidrazil-hidrato) (DPPH) para vidrio bioactivo, vidrio bioactivo (sin Na), GO, nanocompuestos de vidrio bioactivo-GO y vidrio bioactivo (sin Na) -Los nanocompuestos GO mostraron su actividad antioxidante con aproximadamente un 80 % de actividad eliminadora de radicales. Los resultados generales mostraron una inflamación reducida en el sitio de la herida, lo que confirma sus propiedades antiinflamatorias y mejora su capacidad de curación de heridas.
Vidrio bioactivo en regeneración de tejidos blandos
Existe una inmensa necesidad de materiales de apósito económicos para la cicatrización de heridas. Muchas interacciones complicadas están involucradas en la curación de heridas a través de diferentes fases del sistema de curación de heridas. La bioingeniería médica avanzada se ha centrado principalmente en el desarrollo de apósitos para heridas para prevenir cicatrices y otros efectos.
Las heridas crónicas son causadas por lesiones tisulares extensas o exposición a enfermedades como diabetes y tumores malignos. El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) es clave para la angiogénesis (la formación de nuevos vasos sanguíneos), y los pacientes con heridas diabéticas crónicas tienen niveles inadecuados de VEGF, lo que resulta en una disminución de la angiogénesis.
La necrosis tisular grave es otro problema en los pacientes con diabetes, lo que dificulta el tratamiento de las heridas diabéticas crónicas. A este respecto, un material de vendaje ideal es uno que sea parcialmente hidrofóbico o hidrofílico, no alérgico, no tóxico, antibacteriano, que impida el crecimiento microbiano y sea deseable para la cicatrización de heridas.
El vidrio bioactivo es un material prometedor para la ingeniería de tejidos debido a su degradabilidad controlada y su capacidad para estimular la regeneración de tejidos. Las propiedades superiores del vidrio bioactivo son consistentes con las de un material de vendaje ideal para la cicatrización de heridas, lo que subraya su importancia crítica en la regeneración de tejidos blandos.
La estructura de matriz tridimensional (3D), la actividad superior del vidrio bioactivo en condiciones fisiológicas y la capacidad de generar capas de hidroxicarbonato apatito (HCA) en los tejidos blandos son las principales ventajas del vidrio bioactivo en la ingeniería de tejidos blandos. Las propiedades esenciales del vidrio bioactivo, incluidas la osteogénesis, la angiogénesis, la proliferación y la biocompatibilidad, aumentan su aplicabilidad en la cicatrización de heridas de tejidos blandos.
Figura 2 ensayo Hemoclot de nanocompuestos BG, BG (sin Na), GO y BG/GO, BG (sin Na)/GO; (a) fotografías de los sobrenadantes recolectados, (b) Gráfica de densidad óptica (OD) de hemocoágulos para muestras de 10 y 20 mg y fotografías de un coágulo de sangre con formación de fibrina (recuadro), (C) Representación esquemática del comportamiento hemostático del nanocompuesto 45S5 BG-GO.
in vitro Destinatarios de la fase de cicatrización de heridas a través del vidrio bioactivo y sus nanocompositos
En este estudio, se emplearon técnicas biológicas, fisicoquímicas y analíticas para evaluar la capacidad de cicatrización de heridas del vidrio bioactivo, GO y sus nanocompuestos usándolos como materiales de apósito primarios para la cicatrización de heridas crónicas y diabéticas.
Que in vitro La prueba de cicatrización de heridas reveló que una mayor concentración de vidrio bioactivo y vidrio bioactivo (sin Na) mejoró el cierre de la herida en comparación con GO puro, nanocompuestos de vidrio bioactivo (sin Na)-GO y nanocompuestos de vidrio bioactivo-GO porque las nanoláminas GO impidieron el crecimiento celular .
Este estudio también se centró en el papel del Na en el control de las propiedades de curación de heridas del vidrio bioactivo. Los resultados experimentales indicaron que la presencia de iones de Na en la matriz de vidrio bioactivo podría ser beneficiosa para mejorar las propiedades de cicatrización de heridas, como la hemostasia. Sin embargo, informes anteriores han mencionado que el Na podría filtrarse fácilmente fuera de la matriz de vidrio bioactivo.
Además, el ensayo DPPH mostró una eficiencia de captura del 80% para Bioactive Glass (Na-free), 60% para Bioactive Glass, 65% para Bioactive Glass (Na-free)-GO, 80% para Bioactive Glass-GO y 70 % para GO a una concentración de 70 miligramos por mililitro.
El presente estudio es el primero en demostrar la capacidad de cicatrización de heridas del vidrio bioactivo in vitro con y sin iones de Na, que mostró actividades de detergencia y antiinflamatorias en concentraciones más bajas.
figura 3 Fotografías de actividad antibacteriana con (a) BG (sin Na), GO y nanocompuesto BG (sin Na)/GO contra P. aeruginosa, (b) Nanocompuesto BG y BG/GO contra P. aeruginosa, (C) BG (sin Na), GO y nanocompuesto BG (sin Na)/GO contra S. aureus, (es decir) Nanocompuestos BG y BG/GO contra S. aureus.
Conclusión
En resumen, el vidrio bioactivo, el vidrio bioactivo (sin Na), el GO, el nanocompuesto de vidrio bioactivo-GO y el nanocompuesto de vidrio bioactivo (sin Na)-GO se han estudiado ampliamente para evaluar sus propiedades. in vitro eficiencia biológica. Los resultados generales indicaron que el vidrio bioactivo 45S5 y los nanocompuestos GO son materiales prometedores para curar heridas diabéticas y crónicas en etapa temprana.
Además, los autores tenían la intención de utilizar los nanocompuestos propuestos en este estudio para producir tiritas, almohadillas o películas para curar heridas como productos para curar heridas. en vivo modelos
Relación
Nandhakumar M, Thangaian DT, Sundaram S, Roy A, Subramanian B (2022). uno permanente in vitro Receptores de fase de cicatrización de heridas a través de nanocompuestos de óxido de grafeno-vidrio bioactivo. Informes científicos. https://doi.org/10.1038/s41598-022-20575-z
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