La fabricación de un tejido prototipo con propiedades funcionales cercanas a los tejidos naturales es crucial para un trasplante eficaz. Los andamios de ingeniería de tejidos se utilizan típicamente como soportes que permiten que las células formen estructuras similares a los tejidos que se requieren esencialmente para el funcionamiento correcto de las células en las condiciones cercanas al tejido tridimensional.

Los científicos del Laboratorio de Bionanotecnología de la Universidad Federal de Kazán combinaron biopolímeros de quitosano y agarosa (polisacáridos) y proteína de gelatina para producir andamios de ingeniería de tejidos y demostraron la mejora de la resistencia mecánica. mayor absorción de agua y propiedades térmicas en hidrogeles de quitosano-gelatina-agarosa dopados con halloysita.

Quitosano un biopolímero natural biodegradable y químicamente versátil, se ha utilizado eficazmente en antibacterianos, antifúngico formulaciones antitumorales e inmunoestimulantes. Para superar las desventajas de los andamios de quitosano puro, como la fragilidad mecánica y la baja resistencia biológica, Los andamios de quitosano generalmente se dopan con otros compuestos de soporte que permiten el fortalecimiento mecánico, produciendo así andamios compuestos biológicamente resistentes.

La agarosa es un polisacárido de la columna vertebral a base de galactosa aislado de algas rojas, con propiedades mecánicas notables que son útiles en el diseño de andamios de ingeniería de tejidos.

La gelatina se forma a partir del colágeno por hidrólisis (rompiendo la estructura de triple hélice en moléculas de una sola hebra) y tiene una serie de ventajas sobre su precursor. Es menos inmunogénico en comparación con el colágeno y retiene las secuencias de señales informativas que promueven la adhesión celular. migración, diferenciación y proliferación.

Las irregularidades de la superficie de los poros del andamio son el resultado de componentes insolubles de tamaño nanométrico; estos promueven la mejor adherencia de las células en los materiales del andamio, mientras que los rellenos de nanopartículas aumentan la resistencia de los compuestos. Por lo tanto, Los investigadores doparon nanotubos de halloysita en una matriz de quitosano-agarosa-gelatina para diseñar los andamios de células 3-D implantables.

Los andamios resultantes demuestran memoria de forma tras la deformación y tienen la estructura porosa adecuada para la adhesión y proliferación celular. esencial para la fabricación de tejidos artificiales. Las observaciones macroscópicas han confirmado que todas las muestras de andamios exhiben un comportamiento esponjoso con la memoria de forma y la reconstitución de la forma después de la deformación tanto en estado húmedo como seco.

Los experimentos de hinchamiento indicaron que la adición de halloysita puede mejorar en gran medida la hidrofilia y la humectación de los armazones compuestos. La incorporación de nanotubos de halloysita en los andamios aumenta la absorción de agua y posteriormente mejora la biocompatibilidad. Las propiedades intrínsecas de los nanotubos de halloysita se pueden utilizar para mejorar la biocompatibilidad de los andamios mediante la carga y liberación sostenida de diferentes compuestos bioactivos. Esto ofrece la perspectiva de andamios con propiedades definidas para la diferenciación dirigida de células en matrices debido a la liberación gradual de factores de diferenciación.

Los experimentos con dos tipos de células cancerosas humanas (A549 y Hep3B) muestran que la adhesión y la proliferación celular in vitro en los nanocompuestos ocurren sin cambios en la viabilidad y la formación del citoesqueleto.

La evaluación adicional de la biocompatibilidad y biodegradabilidad in vivo en ratas ha confirmado que los armazones promueven la formación de nuevos vasos sanguíneos alrededor de los sitios de implantación. Los andamios muestran una excelente reabsorción dentro de las seis semanas posteriores a la implantación en ratas. La neovascularización observada en el tejido conectivo recién formado colocado cerca del andamio permite la restauración completa del flujo sanguíneo.

Los resultados obtenidos indican que los andamios dopados con halloysita son biocompatibles como se demostró tanto in vitro como in vivo. Además, confirman el gran potencial de los andamios porosos nanocompuestos de quitosano-agarosa-gelatina dopados con halloysita en la ingeniería de tejidos con potencial para la administración sostenida de nanotubos de fármacos.