Esponja de colagénio
15.3 esponja de colagénio
as esponjas de colagénio são geralmente formadas por liofilização de uma solução aquosa de colagénio.9-11 o processo de congelação inclui a congelação de uma solução aquosa de colagénio ou gel de colagénio a baixa temperatura e subsequente sublimação dos cristais de gelo por vácuo a baixa temperatura. A temperatura de congelação e a taxa de congelação têm algum efeito na estrutura porosa da esponja de colagénio resultante. A congelação rápida a baixas temperaturas induz fissuras, canais pequenos uniformes e a produção de uma estrutura fibrosa. A congelação lenta a temperaturas mais elevadas resulta em não-formidade e grandes poros com poros mais colapsados do que Canais contínuos. A esponja de colagénio de estrutura unidireccional foi preparada por um método unidireccional de secagem por congelação.12 Faraj et al. Andaimes tridimensionais de colagénio preparados com um desenho estrutural tridimensional específico semelhante à matriz extracelular real de um determinado tecido, utilizando regimes específicos de congelação.13 andaimes de colagénio semelhantes à arquitetura em forma de copo parênquimal (alveolar) do pulmão, andaimes que imitam a organização paralela de colagénio do tendão, e andaimes que imitam a organização tridimensional da pele foram desenvolvidos. A morfologia do andaime pode ser controlada pela taxa de congelação, tipo de meio de suspensão e aditivos específicos (por exemplo, etanol).Os andaimes de esponja de colagénio foram utilizados na engenharia de tecidos de vários tecidos e órgãos. Juncosa-Melvin et al. criado por engenharia de tecidos autógenos, o tendão constrói-se através da sementeira de células estaminais mesenquimais de coelhos em esponjas de colagénio tipo I.14 esponja de colagénio tem sido utilizada para a cultura tridimensional de células do disco intervertebral humano. O seu efeito foi comparado com outros portadores de células, tais como gel de colagénio, agarose, alginato e gel de fibrina.15-17 verificou-se que a esponja de colagénio e a agarose fornecem microambientes superiores para a formação de ECM. A esponja de colagénio proporcionou maior proliferação celular e pareceu superior à agarose. Embora alguns investigadores tenham sido bem sucedidos em usar a injeção de células para engenharia de tecidos de disco,18 um andaime de esponja de colagénio carregado com células facilita a colocação in vivo da construção de porta-células.19
foi desenvolvido um periósteo bio-artificial composto por células osteogénicas e esponja de colagénio.O periósteo bio-artificial teve efeitos de promoção na osteogénese in vitro e in vivo. Os organóides hepáticos foram reconstruídos através da cultura de pequenos hepatócitos (SHs), que são células progenitoras hepáticas, numa esponja de colagénio.21 após a cultura durante 1 mês, os agregados das células foram formados na esponja e mostraram uma arquitectura característica dos tecidos: as células epiteliais colunares e/ou cuboidais revestiram a superfície da esponja. As células da esponja de colagénio proliferaram activamente e os hepatócitos excretaram albumina no meio. Sabbagh et al. usou esponja de colagénio para a cultura de células uroteliais como um passo preliminar na engenharia de enxertos uroteliais autólogos.22 eles relataram que as esponjas de colagénio suportaram o crescimento e a estratificação das células uroteliais e são um substrato adequado para o desenvolvimento de enxertos uroteliais autólogos. Esponja de colagénio foi usada na engenharia de tecidos dentários.23 células de terceiro dente molar de suíno, na fase inicial da formação da coroa, ligadas mais rapidamente e a sua actividade ALP foi significativamente maior para o andaime de esponja de colagénio do que para uma malha de fibra de ácido poliglicólico. O resultado indica que um andaime de esponja de colagénio permite a produção de dentes com um maior grau de sucesso do que a malha de fibra de ácido poliglicólico e que o andaime de esponja de colagénio é superior a um andaime de fibra de ácido poliglicólico para a engenharia de tecidos dentários. Taylor et al. células intersticiais da válvula cardíaca humana (ICs) cultivadas numa esponja de colagénio para regenerar uma construção semelhante a um folheto da válvula.24
a esponja de colagénio é um andaime biodegradável adequado que pode manter ICS válvulas viáveis e parece aumentar a capacidade das células para expressar o seu fenótipo original. Shimizu et al. usou esponja de colagénio para regenerar o tecido traqueal empregando uma técnica de engenharia de tecidos in situ para a reconstrução das vias aéreas.25-27 baseado em seus estudos experimentais anteriores bem sucedidos em animais, eles aplicaram a técnica regenerativa para reparar a traqueia de uma mulher de 78 anos com câncer de tireóide. Um tubo de malha Marlex coberto com esponja de colagénio foi utilizado como suporte de tecido. Observou-se uma boa epitelialização na superfície traqueal do lúmen sem complicações durante dois anos.
Buma et al. comparou os efeitos das matrizes de colagénio tipo I e tipo II cruzadas na engenharia de tecidos de cartilagem.Concluiu-se que diferentes tipos de matrizes de colagénio induzem diferentes respostas tecidulares em defeitos de cartilagem articular de plena espessura. Matrizes de colagénio tipo I são superiores para guiar as células progenitoras a partir de uma origem subcondral para o defeito. Em matrizes de colágeno tipo II, a migração celular é menor, mas as células invasoras são direcionadas para um fenótipo de condrocito. Com base nestas observações, parece que uma matriz composta consistindo de uma camada profunda de colágeno tipo I e uma camada mais superficial de colágeno tipo II pode ser a matriz de escolha para a regeneração de cartilagens. Uma matriz de colagénio composta por duas camadas, nomeadamente uma camada de colagénio tipo I / III e uma camada de colagénio tipo II, foi utilizada para avaliar o comportamento morfológico e bioquímico e a actividade dos condrócitos humanos retirados da cartilagem nãoartrítica e osteoartrítica. A camada de colagénio tipo I / III é menos porosa e é ainda dividida em lados rugosos e lisos.; o lado liso é a superfície voltada para a cavidade articular. Os dois tipos de colágeno podem ser diferenciados por seu tamanho fibrilar diferente e densidade de elétrons.29,30 a camada porosa é composta de colagénio tipo II e serve o processo de semeadura celular. Demonstrou-se que o colagénio de tipo II mantém o fenótipo dos condrocitos numa maior extensão do que o colagénio de tipo I, pelo que é mais adequado para a semeadura celular. As matrizes são compostas por colagénio porcino. A irradiação ultravioleta (UV) permitiu obter uma ligação cruzada moderada. Condrócitos de cartilagem nãoartrítica revelaram um maior número de células esféricas, consistentes com um fenótipo condrocítico. Um ensaio bioquímico mostrou um aumento líquido do conteúdo GAG nos condrócitos nãoartríticos, enquanto quase não se observaram GAGs nas células osteoartríticas. Condrócitos articulares humanos isolados da cartilagem osteoartrítica parecem ter menos bioactividade após expansão e cultura numa esponja constituída por colagénio tipo I, II e III em comparação com condrócitos de cartilagem nãoartrítica.31
as condições de cultura e a libertação de factores de crescimento foram combinadas para a cultura na esponja de colagénio.32-34 as condições de perfusão média e de cultura dinâmica mostraram alguns efeitos na condrogénese dos condrócitos articulares quando cultivados em esponjas de colagénio. Yates et al. esponjas de colagénio 3D avaliadas para a engenharia in vitro de cartilagens em condições de cultura padrão e sem soro.32 eles relataram que as esponjas porosas de colagénio 3D mantêm a viabilidade, forma e atividade sintética de condrocito, proporcionando um ambiente favorável para a condrogênese de alta densidade e que as esponjas de colagénio têm potencial como andaimes para a engenharia de tecidos de cartilagem. Tabata et al. esponja combinada de colagénio com uma libertação controlada adequada de bFGF para obter uma formação in situ de tecido adiposo em ratos.Concluiu que uma combinação de colagénio para andaimes com uma libertação controlada adequada de bFGF era essencial para alcançar a formação in situ de tecido adiposo, mesmo sem preadipócitos.
