Publicación: Andamios con sistema liberador de oxígeno para su potencial aplicación en el cultivo celular
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Resumen en español
RESUMEN: el campo de la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos ha logrado avances considerables en el ámbito de los trasplantes de tejidos y órganos mediante la creación de alternativas biológicas para recuperar, conservar o mejorar las funciones de los tejidos. A pesar de estos avances la regeneración de tejidos todavía no alcanza la funcionalidad completa, debido a la falta de suministro de oxígeno en las estructuras tridimensionales (3D) utilizadas como andamios en el cultivo celular. Esta situación se vuelve más complicada, especialmente en los tipos de células y tejidos que requieren niveles más altos de oxígeno, como las neuronas, los hepatocitos, el tejido cardíaco, óseo y pancreático. Para abordar este problema, se han investigado diversas estrategias para proporcionar un suministro sostenido de oxígeno tanto en entornos in vitro como in vivo. Los enfoques más recientes se centran en el desarrollo de biomateriales liberadores de oxígeno basados en fuentes generadores de oxígeno, como peróxidos sólidos encapsulados en matrices poliméricas, con el objetivo de mejorar la supervivencia celular en cultivos in vitro y promover la regeneración de tejidos. En este estudio, se han desarrollaron andamios con capacidad para liberar oxígeno mediante la técnica de congelación/descongelación. Estos andamios se componen de quitosano, gelatina y alcohol polivinílico, combinados con un sistema de micropartículas de policaprolactona que contienen peróxido de calcio, con el potencial de ser aplicados en el cultivo celular. Los andamios resultantes mostraron ser altamente porosos, lo que permitía una buena capacidad de absorción y una biodegradabilidad controlada. Además, se demostró que estos andamios eran capaces de suministrar oxígeno al medio durante 24 horas sin ser citotóxicos para las células evaluadas. Los resultados demuestran que el andamio de Q/Gel/PVA con mPCL/CaO2 desarrollado tienen un alto potencial para mejorar la supervivencia y funcionalidad celular en aplicaciones de ingeniería de tejidos.
Resumen en inglés
ABSTRACT: the field of regenerative medicine and tissue engineering has made significant advances in the realm of tissue and organ transplantation by creating biological alternatives to recover, preserve, or enhance tissue functions. Despite these advancements, tissue regeneration has not yet achieved full functionality due to the lack of oxygen supply in the three-dimensional (3D) structures used as scaffolds in cell culture. This situation becomes more complicated, especially in cell and tissue types that require higher levels of oxygen, such as neurons, hepatocytes, cardiac, bone, and pancreatic tissues. To address this issue, various strategies have been investigated to provide sustained oxygen supply in both in vitro and in vivo environments. The most recent approaches focus on the development of oxygen-releasing biomaterials based on oxygen-generating sources, such as solid peroxides encapsulated in polymeric matrices, with the aim of improving cell survival in in vitro cultures and promoting tissue regeneration. In this study, scaffolds with the capacity for oxygen release were developed using the freezing-thawing technique. These scaffolds are composed of chitosan, gelatin, and polyvinyl alcohol, combined with a system of polycaprolactone microparticles containing calcium peroxide, with the potential to be applied in cell culture. The resulting scaffolds were highly porous, allowing for good absorption capacity and controlled biodegradability. Furthermore, it was demonstrated that these scaffolds could supply oxygen to the environment for 24 hours without being cytotoxic to the evaluated cells. The results show that the Q/Gel/PVA scaffold with mPCL/CaO2 developed in this study has a high potential to improve cell survival and functionality in tissue engineering applications.