Cientistas desenvolvem gel de celulose bacteriana tratado com ácido maleico para melhorar a reparação óssea
Ao ajustar os volumes da solução de ácido maleico, os cientistas construíram um gel de celulose bacteriana tratada com ácido maleico (MA-BC)-gelatina (GEL) com bom desempenho de impressão e promoção da capacidade de reparo ósseo. Crédito:Centro de Co-Inovação para Processamento Eficiente e Utilização de Recursos Florestais, Faculdade de Engenharia Química, Universidade Florestal de Nanjing, China, [email protected] O campo da engenharia de tecidos ósseos (BTE) é um caminho promissor para tratar lesões e defeitos ósseos através da construção de andaimes artificiais com funcionalidades biônicas. Devido à sua estrutura de rede 3D única, propriedades mecânicas impressionantes e excelente biocompatibilidade, a celulose bacteriana (BC) emergiu como uma área cativante de pesquisa no domínio da fabricação de andaimes.
A impressão tridimensional (3D) é uma técnica precisa para a construção de estruturas complexas em tecidos ou órgãos danificados, que tem sido amplamente aplicada no campo da engenharia de tecidos ósseos. No entanto, a aplicação do BC para impressão 3D enfrenta certas limitações que requerem atenção, como a sua densa estrutura de rede 3D, que impede a penetração celular e enfraquece a fixação celular.
Além disso, as fibras fortemente emaranhadas dentro do BC podem representar desafios para a sua extrusão como biotinta durante o processo de impressão, o que também limita a pesquisa que tem sido conduzida sobre a aplicação do BC na impressão 3D.
O ácido maleico (MA) emergiu como um candidato promissor para o tratamento ácido da celulose, principalmente devido à sua natureza ecológica e condições de reação suaves. Trabalhos anteriores provaram que a solução de MA com diferentes concentrações apresentou vários efeitos nas propriedades físico-químicas e na osteogênese do BC.
Enquanto isso, a modificação mediada por MA para BC fornece reações reversíveis, incluindo reação de éster (reação direta) e reação de hidrólise de éster (reação inversa). Portanto, é necessário equilibrar o volume de solução de MA adicionada, a fim de garantir a reação direta para a modificação do BC, o que produzirá insights mais profundos sobre o processo de modificação mediado pelo MA e desbloqueará todo o potencial do BC modificado no campo da engenharia de tecidos ósseos. .
Imagens de microscopia de força atômica (AFM) e largura das fibras em dispersões modificadas com diferentes volumes de soluções de ácido maleico (MA):(a) celulose bacteriana pura modificada com ácido maleico (MA-BC), (b) 1꞉5 MA-BC, (c) 1꞉10 MA-BC, (d) 1꞉20 MA-BC, (e) 1꞉30 MA-BC, (f) 1꞉40 MA-BC e (g) 1꞉ 50 MA-BC . Crédito:Journal of Bioresources and Bioproducts (2024). DOI:10.1016/j.jobab.2024.04.001
De acordo com Xucai Wang, investigador que liderou um estudo recente publicado no Journal of Bioresources and Bioproducts , isso fornece uma nova ideia para a pesquisa da celulose bacteriana na engenharia de tecido ósseo. Wang explicou:"O processo de esterificação introduziu grupos carboxila e propriedades hidrofóbicas ao BC, aumentando assim sua adequação como biotinta para estruturas de engenharia de tecidos. Além disso, a dispersão 1꞉30 MA-BC exibiu excelente biocompatibilidade, aumentou a expressão gênica osteogênica e aumento da formação de nódulos mineralizados in vitro em comparação com a dispersão pura de BC."
Além disso, os autores esperam que este trabalho forneça informações valiosas sobre a aplicação potencial de dispersões MA-BC na engenharia de tecidos ósseos, particularmente na facilitação da proliferação e diferenciação de osteócitos.
