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Desde que los stents se usaron por primera vez para tratar las arterias coronarias bloqueadas, se han realizado muchos avances tecnológicos, como la introducción de aleaciones de magnesio bioabsorbibles para mejorar los resultados clínicos. La tecnología de stents cardiovasculares evoluciona constantemente en términos de diseño, materiales, recubrimiento y muchas otras características relevantes.
![¿Son los recubrimientos de nanopartículas la solución para los stents de última generación?](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_39587_16613529745782641.jpg)
Estudio: nanodiamantes fluorescentes funcionalizados para la administración simultánea de fármacos y detección cuántica en células HeLa. Fuente de la imagen: Phonlamai Photo/Shutterstock.com
Los científicos probaron recientemente la aleación a base de magnesio (Mg) (WE43) con dexametasona empaquetada con nanopartículas poliméricas como material de stent. Los resultados de este estudio están disponibles como evidencia preliminar en tecnología médica y física Diario.
Evolución de la tecnología de stent
El desarrollo de stents liberadores de fármacos (DES) se considera un logro clave en la tecnología de stents, ya que ha reducido significativamente la reestenosis del 20-30 % (stent metálico desnudo) al 3-20 % (stent liberador de fármacos). Con la tecnología DES, las estructuras del stent se recubren con un fármaco que contiene polímeros permanentes. Desde su descubrimiento inicial, DES ha sufrido varias modificaciones, incluido el uso de biofármacos en lugar de compuestos sintéticos, diferentes diseños de stent, diferentes recubrimientos de polímeros y diferentes estrategias de atrapamiento de fármacos. Sin embargo, los riesgos de trombosis del stent y reestenosis siguen estando asociados con el uso de DES.
Para reducir los efectos secundarios después de la colocación del stent, los materiales permanentes de la estructura del stent fueron reemplazados por materiales biorreabsorbibles. Debido a que estos materiales han eliminado con éxito el riesgo de trombosis, no hay necesidad de una terapia antiplaquetaria prolongada. En comparación con los materiales poliméricos bioabsorbibles, el uso de metales y aleaciones metálicas para el desarrollo de estructuras de stent presenta propiedades mecánicas excepcionales y la opacidad óptica requerida por los rayos X.
El magnesio y sus aleaciones se han propuesto como materiales prometedores para estructuras de stents metálicos debido a su importante biocompatibilidad y propiedades mecánicas. Sin embargo, debido a la alta actividad electroquímica, el Mg y las aleaciones basadas en Mg son propensas a una rápida corrosión. Esta desventaja limita la fabricación de stents liberadores de fármacos a base de Mg. Curiosamente, la implementación de diferentes recubrimientos basados en óxido de grafeno o micro/nanopartículas ha mejorado el rendimiento de los stents basados en Mg.
La dexametasona (Dexa) es un agente terapéutico que posee propiedades antiinflamatorias e inhibe la proliferación de células del músculo liso (SMC). La aplicación de la tecnología Dexa en DES mostró resultados clínicos satisfactorios.
Evaluación de la aleación de Mg WE43 recubierta con nanopartículas cargadas con Dexa como material de stent
Recientemente, los científicos evaluaron WE43 (recubierto con nanopartículas cargadas con Dexa) como un nuevo material para stent mediante el método de electropulverización. La superficie recubierta con nanopartículas se analizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), que reveló que las nanopartículas tenían forma redonda y el tamaño de la mayoría de las nanopartículas era inferior a 200 nm. El análisis SEM también reveló la naturaleza homogénea y la distribución de las nanopartículas. El tamaño, la morfología y la dispersión de las nanopartículas juegan un papel importante en el perfil de liberación del fármaco y la captación celular.
Varios estudios han demostrado que las nanopartículas de entre 100 y 200 nm de tamaño pueden penetrar la capa interna de las paredes vasculares y administrar agentes terapéuticos. Por lo tanto, dado el tamaño de las nanopartículas cargadas con Dexa recientemente desarrolladas que recubren el stent WE43, se espera que alcancen el sitio objetivo al penetrar en los vasos internos de las arterias coronarias y permitir la administración efectiva de fármacos.
La evaluación de las propiedades de la superficie del material reveló que la rugosidad de la superficie del revestimiento de las nanopartículas era de alrededor de 700 nm, lo que contribuía a mejorar la hidrofobicidad de la superficie. Para analizar la propiedad de liberación del fármaco, los investigadores compararon la propiedad de liberación de dos grupos de muestras, es decir, WE43 y acero inoxidable. El perfil de liberación mostró que el 25% de Dexa fue liberado dentro de las primeras cinco horas. Curiosamente, los científicos observaron un patrón de liberación del fármaco similar en ambos grupos durante 120 horas, y se eluyó alrededor del 60 % de Dexa.
Se observó un aumento repentino de la liberación del fármaco en WE43 en comparación con el acero inoxidable debido al inicio del proceso de degradación. La degradación mejoró el desprendimiento de nanopartículas de la superficie, lo que resultó en una mayor elución de Dexa. Por lo general, para prevenir la restenosis, se requiere una liberación sostenida del fármaco durante tres semanas para inhibir la proliferación y migración de SMC.
Se realizó un ensayo MTT para analizar el efecto inhibidor de tres grupos, es decir, superficie recubierta de nanopartículas (SNP), superficie recubierta de nanopartículas cargada de fármaco (SDLN) y solución Dexa, sobre la proliferación celular de SMC. Después de 24 horas, la viabilidad celular disminuyó significativamente en todos los grupos, es decir, SLDN (60,7 %), SNP (91,8 %) y solución Dexa (93,3 %). Sin embargo, después de 72 horas, el efecto inhibidor de SLDN y SNP aumentó significativamente y la solución de Dexa permaneció constante. Una de las principales razones de la reducción de la viabilidad celular fue el aumento de la concentración de iones Mg. La concentración de iones Mg también puede haber contribuido a la ausencia de endotelio vascular del cordón umbilical humano (HUVEC) en la superficie de metal desnudo según lo evaluado por análisis SEM.
perspectiva del futuro
En conjunto, las nanopartículas cargadas con Dexa que recubren la lámina WE43 podrían usarse como stents liberadores de fármacos biorreabsorbibles debido a su capacidad de liberación sostenida de fármacos. Además, se observó una inhibición de la proliferación de SMC sin afectar la proliferación de células endoteliales. in vitro experimentos de cultivo. Este hallazgo respalda el aumento de su aplicabilidad como material de stent mejorado.
Relación
Lakalayeh, AG et al. (2022) Evaluación de un recubrimiento de nanopartículas liberadoras de fármacos sobre una aleación de magnesio para el desarrollo de stents cardiovasculares bioabsorbibles de última generación. tecnología médica y física. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1350453322001266
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