Curación guiada de heridas posible a través del control magnético

Curación guiada de heridas posible a través del control magnético


El electromagnetismo de los nanocristales de celulosa (CNC) en un compuesto de alginato-seda-fibroína (ASF) bajo un flujo magnético (MF) débil se ha utilizado para fabricar un andamio de reparación de tejido tridimensional anisótropo orientado ferromagnéticamente, disponible como Prueba en polímeros de carbohidratos.

Estudio: patrón alineado asistido por campo magnético en un compuesto de alginato-seda-fibroína/nanocelulosa para la cicatrización guiada de heridas. Crédito de la foto: Bangkoker/shutterstock.com

Las propiedades magnéticas de los nanocristales de celulosa podrían ser beneficiosas en el desarrollo de construcciones biomiméticas anisotrópicas para la cicatrización de heridas

Importancia de la ingeniería de tejidos de la piel

Los costos crecientes del tratamiento tienen un impacto negativo en la carga económica de la cicatrización de heridas. Como resultado, el tratamiento de las tecnologías de tratamiento de heridas se ha convertido en una necesidad urgente para mantener el nivel de vida adecuado de los pacientes.

Las suturas, líneas y gasas estériles son apósitos convencionales para heridas que no crean las condiciones necesarias para la cicatrización de heridas. Como reemplazo potencial, la ingeniería de tejidos de la piel es un campo de estudio en rápido crecimiento destinado a restaurar la actividad celular, la reepitelización y la densidad capilar en el tejido lesionado para garantizar una atención médica eficiente. Una de las técnicas de ingeniería de tejidos más prometedoras para reparar la epidermis lesionada es la inserción de estructuras bioinspiradas con una forma tridimensional (3D) favorable que imita la matriz extracelular (MEC) del tejido corporal para estimular el desarrollo cutáneo, epitelial y angiogénico. .

Plataformas de cicatrización de heridas guiadas por andamios

Se han desarrollado varios andamios de reparación de heridas guiados por andamios para lograr resultados notables en la regeneración de tejidos. Las excelentes cualidades mecánicas, la permeabilidad, la adaptabilidad y una forma que imita a la ECM son solo algunas de las características clave de estos andamios. Los polímeros naturales, capaces de transformarse en formas 3D en respuesta a factores ambientales, han atraído un gran interés entre estos novedosos vendajes.

En particular, el campo electromagnético (MF) se ha explorado a fondo como un estímulo externo para influir en las configuraciones del andamio, como los patrones de microdureza y las configuraciones no homogéneas. Para mejorar el efecto de cicatrización de heridas de los fibroblastos, se puede utilizar un andamio incrustado que comprende un andamio ferromagnético con estímulo MF. Para imitar las fuerzas de tracción inherentes a los sistemas naturales, también se han sintetizado ferrogeles sensibles a MF con propiedades mecánicas sintonizables bajo estímulos de MF.

nanocristal de celulosas para aplicaciones de ingeniería de tejidos

Los nanocompuestos de polímeros reforzados con nanocristales de celulosa (CNC) han atraído la atención debido a la orientación cristalográfica intrínseca dentro de los CNC individuales, que es susceptible al estímulo de MF. Esta capacidad de orientación direccional CNC se ha utilizado en varios esfuerzos pioneros para regular la integración de compuestos poliméricos a base de almidón y mejorar la eficiencia mecánica de los nanomateriales para posibles aplicaciones de ingeniería de tejidos.

A pesar de varios estudios para fabricar sustratos biomédicos utilizando la sensibilidad magnética de los CNC, la fabricación de un andamio asimétrico que imite la heterogeneidad de la piel aún debe explorarse a fondo. Además, también queda por explorar la respuesta fisiológica de la epidermis, los fibroblastos y las células microvasculares de la piel cocultivadas en un sustrato que contiene CNC orientado magnéticamente.

Un novedoso nanocompuesto reforzado con CNC para la cicatrización de heridas

El objetivo principal de este trabajo fue investigar cómo la gestión de la morfología del andamiaje inducida por CNC afecta el proceso de curación en un nanocompuesto Alg-SF-CNC cuando es estimulado por MF.

Se utilizó un campo magnético débil para regular con éxito la morfología del nanocompuesto reforzado con CNC para la curación controlada de heridas. Se investigaron las propiedades bioquímicas de los andamios producidos. en un (n en vivo modelo de herida dérmica, también se demostraron los efectos curativos de la estructura del andamio en las células de fibroblastos, el tejido epitelial y el endotelio.

Conclusión y perspectivas de la investigación.

En este artículo, se investigó la influencia del flujo magnético de baja intensidad en la estructura de los nanocompuestos basados ​​en CNC. Los resultados mostraron que exponer el nanocompuesto preparado a una fuerza magnética durante ocho horas tuvo un impacto significativo en la orientación general del polímero.

El aumento de la concentración de CNC en el material de la matriz Alg-SF mejoró las propiedades mecánicas y físicas al aumentar el empaquetamiento molecular y la orientación paralela. Las respuestas fisiológicas de las células cultivadas en el andamio ASC-0.5 confirmaron el aumento del crecimiento celular.

El papel de la morfología en la cicatrización de heridas se validó aún más mediante la expresión alterada de marcadores genéticos, enzimas y reguladores del crecimiento implicados en la reparación de tejidos.

El potencial de cicatrización de heridas del andamio asociado se probó más a fondo en un modelo de rata, lo que indica su biocompatibilidad. Como resultado, el uso de CNC en una fuerza magnética de baja magnitud puede ser de gran ayuda en la creación de un andamio de polímero orientado y allanar el camino para el uso de CNC como un buen nanomaterial sensible a MF para aplicaciones de ingeniería de tejidos.

referencia

Ganguly, K. et al. (2022). Formación de patrón alineado asistida por campo magnético en un compuesto de alginato-seda-fibroína/nanocelulosa para la cicatrización guiada de heridas. Polímeros de carbohidratos. Disponible en: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861722002259

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