Hidrogeles de alginato oxidado-carboximetil quitina autocruzables como un portador celular inyectable para la regeneración in vitro del esmalte dental
Autores: Mohabatpour, Fatemeh; Yazdanpanah, Zahra; Papagerakis, Silvana; Chen, Xiongbiao; Papagerakis, Petros
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
Los hidrogeles inyectables, como portadores, ofrecen un gran potencial para incorporar células o factores de crecimiento para la regeneración del tejido dental. Notablemente, el desarrollo de hidrogeles inyectables con estructuras y propiedades adecuadas ha sido una tarea desafiante, dejando mucho que desear en términos de citocompatibilidad, propiedades antibacterianas y de auto-reparación, así como la capacidad de soportar las funciones de las células madre dentales. Este artículo presenta nuestro estudio sobre el desarrollo de un nuevo hidrogel auto-reticulable compuesto de alginato oxidado y quitosano carboximetílico y su caracterización como portador celular para la regeneración del esmalte dental in vitro. El alginato oxidado se sintetizó con un 60% de grado de oxidación teórico utilizando oxidación por periodato y se caracterizó mediante espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier, espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protones y espectroscopia de absorción ultravioleta-visible. Luego, se prepararon hidrogeles en tres proporciones de peso variables de alginato oxidado a quitosano carboximetílico (4:1, 3:1 y 2:1) a través de reacciones de base de Schiff, lo cual fue confirmado por espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier. Los hidrogeles se caracterizaron en términos de tiempo de gelificación, relación de hinchamiento, estructura, inyectabilidad, auto-reparación, propiedades antibacterianas y caracterización in vitro para la regeneración del esmalte. Los resultados demostraron que, entre los tres hidrogeles examinados, el que tenía la mayor proporción de alginato oxidado (es decir, 4:1) tenía el tiempo de gelificación más rápido y la menor capacidad de hinchamiento, y que todos los hidrogeles se formaron con estructuras altamente porosas y pudieron ser inyectados a través de una aguja de calibre 20 sin obstrucciones. Los hidrogeles inyectados pudieron reformarse rápidamente con la propiedad de auto-reparación. Los hidrogeles también mostraron propiedades antibacterianas contra dos bacterias cariogénicas. Para la regeneración del esmalte in vitro, se examinó una línea celular epitelial dental, HAT-7, demostrando una alta viabilidad celular en los hidrogeles durante la inyección. Además, las células HAT-7 encapsuladas en los hidrogeles mostraron producción de fosfatasa alcalina y deposición mineral, así como mantener su morfología redonda, después de 14 días de cultivo in vitro. En conjunto, este estudio ha proporcionado evidencia de que los hidrogeles de alginato oxidado-quitosano carboximetílico podrían ser utilizados como un portador celular inyectable para aplicaciones de ingeniería de tejidos del esmalte dental.
Descripción
Los hidrogeles inyectables, como portadores, ofrecen un gran potencial para incorporar células o factores de crecimiento para la regeneración del tejido dental. Notablemente, el desarrollo de hidrogeles inyectables con estructuras y propiedades adecuadas ha sido una tarea desafiante, dejando mucho que desear en términos de citocompatibilidad, propiedades antibacterianas y de auto-reparación, así como la capacidad de soportar las funciones de las células madre dentales. Este artículo presenta nuestro estudio sobre el desarrollo de un nuevo hidrogel auto-reticulable compuesto de alginato oxidado y quitosano carboximetílico y su caracterización como portador celular para la regeneración del esmalte dental in vitro. El alginato oxidado se sintetizó con un 60% de grado de oxidación teórico utilizando oxidación por periodato y se caracterizó mediante espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier, espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protones y espectroscopia de absorción ultravioleta-visible. Luego, se prepararon hidrogeles en tres proporciones de peso variables de alginato oxidado a quitosano carboximetílico (4:1, 3:1 y 2:1) a través de reacciones de base de Schiff, lo cual fue confirmado por espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier. Los hidrogeles se caracterizaron en términos de tiempo de gelificación, relación de hinchamiento, estructura, inyectabilidad, auto-reparación, propiedades antibacterianas y caracterización in vitro para la regeneración del esmalte. Los resultados demostraron que, entre los tres hidrogeles examinados, el que tenía la mayor proporción de alginato oxidado (es decir, 4:1) tenía el tiempo de gelificación más rápido y la menor capacidad de hinchamiento, y que todos los hidrogeles se formaron con estructuras altamente porosas y pudieron ser inyectados a través de una aguja de calibre 20 sin obstrucciones. Los hidrogeles inyectados pudieron reformarse rápidamente con la propiedad de auto-reparación. Los hidrogeles también mostraron propiedades antibacterianas contra dos bacterias cariogénicas. Para la regeneración del esmalte in vitro, se examinó una línea celular epitelial dental, HAT-7, demostrando una alta viabilidad celular en los hidrogeles durante la inyección. Además, las células HAT-7 encapsuladas en los hidrogeles mostraron producción de fosfatasa alcalina y deposición mineral, así como mantener su morfología redonda, después de 14 días de cultivo in vitro. En conjunto, este estudio ha proporcionado evidencia de que los hidrogeles de alginato oxidado-quitosano carboximetílico podrían ser utilizados como un portador celular inyectable para aplicaciones de ingeniería de tejidos del esmalte dental.