La curación es un proceso complejo en las afecciones cutáneas adultas, que requieren procesos bioquímicos colaborativos para la reparación in situ. Diversos tipos de células (macrófagos, leucocitos, mastocitos) contribuyen a las fases asociadas de proliferación, migración, síntesis y contracción de matrices, junto con factores de crecimiento y señales de matriz en el sitio de la herida. Comprender el control de la señal y la actividad celular en el sitio podría ayudar a explicar el proceso de reparación de la piel de un adulto más allá del simple parche y más como regeneración. evaluar la biomecánica e implementar estrategias para la reparación acelerada de heridas en medicina regenerativa.

Bioingenieros, Los científicos de materiales y los científicos de la vida que estudian la intersección de los materiales y la medicina han desarrollado autoinjertos, aloinjertos y xenoinjertos para la cicatrización parcial y total de heridas. Las limitaciones de estos procedimientos pueden retrasar la curación de grandes áreas de defectos de la piel y es un problema clínico importante en la atención médica. debido al riesgo potencial de antigenicidad y transmisión de enfermedades. Las estrategias de ingeniería de tejidos para la regeneración de la piel son un enfoque práctico que implica el uso de biomateriales bioactivos para la angiogénesis asistida y una revascularización más rápida.
En un estudio reciente, Sorin Marza y ​​compañeros de trabajo en los institutos de investigación interdisciplinarios y las facultades de física, bio-nanociencias, farmacia y medicina, desarrolló nanopartículas bioactivas de vidrio y oro (BG-AuNP) para promover el crecimiento del tejido de granulación e inducir la cicatrización de heridas. En el estudio, Los científicos investigaron el impacto de los compuestos BG-AuNP como ungüento tópico durante 14 días en la cicatrización de heridas en la piel utilizando un modelo de rata experimental. Marza y ​​col. desarrolló un sol-gel de compuestos BG y BG-AuNP mezclados con vaselina en concentraciones de 6, 12 y 18 por ciento en peso (% en peso) para comprender la respuesta de reparación de la piel. Los científicos observaron reacciones granulomatosas durante el proceso de curación en las heridas tratadas con la pomada BG-Vaseline. Los resultados ahora se publican en Materiales biomédicos , Publicación de IOP.

Angiogénesis o la formación de nuevos vasos sanguíneos a partir de vasos existentes es un proceso importante durante la regeneración de la piel. El vidrio bioactivo es responsable de las respuestas celulares locales debido a la degradación in vivo, estimular la liberación de factores de crecimiento como VEGF (factor de crecimiento endotelial vascular) y bFGF (factor de crecimiento de fibroblastos básico) para provocar un efecto angiogénico. Diversos estudios sobre ingeniería de tejidos han demostrado los beneficios del vidrio bioactivo en la cicatrización de heridas. basado en resultados en modelos animales in vivo. En su principio de acción, Los científicos han informado que el vidrio bioactivo estimuló el proceso al controlar la respuesta inflamatoria para mejorar el efecto paracrino entre los macrófagos y las células reparadoras.

Las nanopartículas de oro (AuNP) se están volviendo igualmente importantes en la medicina debido a sus propiedades químicas y físicas de biocompatibilidad. modificacion superficial, estabilidad y propiedades ópticas. A pesar de su desafiante traducción temprana en enfoques de ingeniería de tejidos, una concentración baja de AuNP puede estimular la proliferación celular durante la reparación de heridas. Estudios anteriores del mismo equipo de investigación demostraron que el vidrio bioactivo con AuNP podría estimular la proliferación de células de queratinocitos humanos (HaCaT), que constituyen del 95 al 97 por ciento de la epidermis en la superficie de la piel. En el presente estudio, Marza y ​​col. investigó el potencial de la regeneración del tejido dérmico in vivo. Para el día 14, observaron que los ungüentos BG y BG-AuNP-Vaseline podrían estimular la regeneración completa de la piel en modelos experimentales de ratas, corroborado con análisis histopatológicos estándar de oro.

Marza y ​​col. AuNP esféricos recién preparados que van desde tamaños de 15 nm a 30 nm, confirmado usando micrografías de microscopio electrónico de transmisión (TEM) para incrustar dentro de la matriz de vidrio. Usando patrones de difracción de rayos X en polvo (XRD) de las muestras de vidrio, los científicos investigaron las estructuras amorfas para identificar los centros de cristalización y la firma dorada. Los estudios de caracterización de las muestras compuestas también incluyeron espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), que proporcionó espectros típicos de una red de silicatos. Para desarrollar la pomada de composición de vidrio, los científicos dispersaron los materiales compuestos en polvo en vaselina. Luego utilizaron dispersión de luz dinámica (DLS) para medir las distribuciones de tamaño de partículas y corroborar la diferencia de tamaños entre las estructuras de muestra de BG-Vaseline y BG-AuNP-Vaseline.

Después de una extensa caracterización de materiales, Los científicos realizaron estudios de biofuncionalización in vitro con cultivos de células de queratinocitos para verificar la biocompatibilidad antes de realizar procedimientos quirúrgicos en un modelo animal traslacional. Como antes, Marza y ​​col. investigó la proliferación de células HaCaT en BG-AuNP y obtuvo resultados comparables de buena tolerancia in vitro durante la proliferación de queratinocitos en ambos materiales (BG y BG-AuNP). Los resultados confirmaron el uso de compuestos como ungüentos para investigaciones in vivo.

Para evaluar el potencial de curación de BG y BG-AuNP en los ungüentos de vaselina, Mayer y col. compuestos formados de 6, Concentración de 12 y 18 por ciento en peso. Para comparacion, los científicos utilizaron vaselina como control positivo. En los modelos de rata, los científicos crearon cuidadosamente cuatro heridas de escisión de la piel al replicar con éxito un protocolo de cirugía de animales pequeños publicado anteriormente. Usaron un método específico en cada rata al aplicar la pomada; (1) la escisión superior izquierda se mantuvo como control sin ungüento, (2) en la escisión inferior izquierda, los científicos aplicaron la pomada BG-Vaseline, (3) en la escisión superior derecha, aplicaron vaselina sola y (4) en la escisión inferior derecha, aplicaron la pomada BG-AuNP-Vaseline.

Los científicos utilizaron 30 ratas en el estudio con 10 ratas asignadas a grupos separados (ungüento de BG-Vaselina al 6% y BG-AuNPs-Vaselina; BG al 12% / BG-AuNPs-Vaselina; 18% BG / BG-AuNPs-Vaselina). El protocolo de trabajo fue el mismo para cada grupo. Después de la aplicación de la pomada, los científicos agregaron vendajes estériles a los sitios de las heridas en ratas para prevenir la infección de la herida en el posoperatorio y administraron tramadol por vía subcutánea como analgésico. Para el día 13, las heridas se cerraron en todos los animales. Después de 14 días, sacrificaron humanitariamente a los animales y realizaron exámenes histológicos para revelar reacciones inflamatorias leves y respuestas de cicatrización de heridas en los respectivos grupos de animales. En todos los grupos, la proliferación vascular fue de leve a moderada.

Mayer y col. se observó específicamente una curación en gran parte completa con la epidermis intacta, dermis y apéndices de la piel en el grupo con 18% de BG-AuNPs-Vaselina. También observaron una falta de proliferación vascular para este grupo, que atribuyeron a la cicatrización avanzada y al remodelado vascular tardío. De este modo, Mayer y col. Ungüentos de vaselina a base de nanopartículas de oro y vidrio bioactivo ampliamente caracterizados y establecidos como materiales prometedores para la cicatrización de heridas. El equipo de investigación llevará a cabo más estudios para optimizar el ungüento de cicatrización de heridas para las investigaciones en la traslación del banco a la cabecera de la cama.

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