Estudi de la biocompatibilitat i bioactivitat d'empelts ossis d'hidroxipatita bovina modificats

Abstract

[cat] A mesura que la població envelleix cada cop és més difícil tractar amb èxit algunes malalties òssies degeneratives així com defectes del teixit ossi resultants de traumatisme no curatius i reconstruccions maxil·lofacials i dentals. Recentment, l’enginyeria de teixits i la medicina regenerativa s’han centrat en l’ús d’empelts ossis per gestionar aquestes indicacions clíniques i millorar la capacitat de regeneració dels teixits ossis. El tipus de substitut ossi més utilitzat i considerat la millor opció pel fet d’oferir un baix rebuig immunològic és l’autoempelt. No obstant, presenta una sèrie de desavantatges que ha donat lloc a l’ús d’altres tipus d’empelts per a la regeneració òssia: al·loempelt, xenoempelt i empelts sintètics. L’enfocament actual dins aquest àmbit es centra en crear estructures híbrides combinant components naturals i sintètics. Aquestes estructures compostes tenen l’objectiu d’afavorir una curació ràpida així com la formació d’una interfície entre l’os i l’empelt amb propietats biomecàniques òptimes. Seguint aquestes premisses i els avanços en biomaterials s’ha creat l’empelt SmartBone® (SBN) a partir d’una matriu òssia bovina reforçada amb polímers biodegradables i fragments de col·lagen amb l’objectiu de ser emprat en aplicacions dentals, maxil·lofacials i ortopèdiques. D’aquesta manera, en aquest treball s’ha duit a terme un estudi sobre la biocompatibilitat i bioactivitat d’aquests empelts ossis, un grup d’empelts control (SBN) i un grup d’empelts modificats amb pèptids sintètics (SBNPK), en un model in vitro de preosteoblasts murins MC3T3-E1. Els resultats obtinguts han demostrat la biocompatibilitat d’aquests dos tipus d’empelts ossis d’acord amb la norma ISO 10993-5. A més, a partir d’imatges de microscòpia confocal i electrònica de rastreig (SEM), de l’expressió gènica de diferents marcadors i de la determinació de l’activitat ALP s’ha conclòs que l’empelt SBN afavoreix l’adhesió i proliferació cel·lular, mentre que SBNPK estimularia la diferenciació d’osteoblasts.

[eng] Nowadays, it is really difficult to successfully treat degenerative bone diseases, as well as bone tissue defects caused by non-healing trauma, maxillofacial and dental reconstructions. Recently, tissue engineering and regenerative medicine have focused on the use of bone grafts in order to manage these clinical indications and to improve bone tissue regeneration capacity. Autograft is the most used type of bone substitute because of its low immune rejection. However, it has several disadvantages that have led to the use of other types of bone regeneration grafts: allograft, xenograft and synthetic grafts. The current approach in this area is on creating hybrid structures combining natural and synthetic components. These compound structures have the objective to promote fast healing as well as the formation of an interface between the bone and the graft with optimal biomechanical properties. Following these premises and the advances in biomaterials, the SmartBone® graft (SBN) has been created from a bovine bone matrix reinforced with biodegradable polymers and collagen fragments with the aim of being a promise for dental, maxillofacial and orthopedic applications. In this project, we have performed a study about the biocompatibility and bioactivity of these modified bone grafts, a control graft (SBN), and a synthetic peptide treated graft (SBNPK), in a MC3T3-E1 murine preosteoblast in vitro model. The results obtained from this study have shown the biocompatibility of these two types of bone grafts, according to ISO 10993-5. In addition, data from confocal microscopy and scanning electron imaging (SEM), gene expression of different markers, and determination of ALP activity, concluded that SBN grafting would have positive effects on adhesion and proliferation, whereas SBNPK would be more closely related to differentiation processes of osteoblasts.