Efecto de la liberación controlada del factor de crecimiento plaquetario (PDGF-BB) sobre la proliferación y diferenciación de osteoblastos cultivados sobre un compósito de quitosano-hidroxiapatita

Abstract

El rápido desarrollo del campo de la ingeniería de tejidos apunta a reemplazar o facilitar la regeneración del tejido dañado, a través de la aplicación de materiales combinados, células y moléculas bioactivas. La alternativa son matrices de polímeros tridimensionales, dentro de los cuales las células son cultivadas. Estas matrices de polímeros, con estructura porosa, han demostrado mejorar la regeneración ósea a través de la creación y mantenimiento de canales que facilitan la migración, proliferación y diferenciación de las células progenitoras. Estas células transplantadas secretan matriz extracelular y factores necesarios para el crecimiento del tejido óseo, mientras que la matriz polimérica se va degradando gradualmente. La estructura porosa tridimensional de estos polímeros permite maximizar la difusión de los productos celulares y el desarrollo vascular dentro de la estructura implantada. El polímero es completamente reabsorbido en un tiempo determinado, permitiendo la nueva formación de tejido. Un tipo de sustituto óseo es el compósito que corresponde a la unión de dos o más sustitutos como por ejemplo: un polímero y una cerámica. Dentro de los polímeros naturales está el quitosano, cuyo precurson es la quitina, uno de los polímeros naturales más abundantes, que mejora la función del sistema inmune en animales, acelera la cicatrización y ha sido usado como material biocompatible y absorbible. Y dentro de las cerámicas está la hidroxiapatita, el mayor constituyente inorgánico del tejido óseo, que tiene buenas propiedades mecánicas y biocompatibilidad cuando es utilizada como material para implantes en dientes y hueso. No basta solo con un compósito para una regeneración ósea adecuada, la presencia de factores de crecimiento puede estimular a las células residentes como también a las células transplantadas. Entre los factores de crecimiento, se encuentra el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) que es un potente mitogénico y quimiotáctico celular, este factor de crecimiento puede ser liberado localmente a través del uso de diferentes vehículos poliméricos que promueven un método controlado de liberación en un tiempo adecuado. Por lo tanto, es razonable proponer el uso de un compósito compuesto por quitosano e hidroxiapatita en una disposición multilaminar similar al tejido óseo, usando el factor de crecimiento derivado de plaquetas para aumentar la proliferación y diferenciación celular. En esta memoria de título se evaluó el efecto de la liberación controlada del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF-BB) desde un compósito de quitosano-hidroxiapatita multilaminar; y su efecto en la viabilidad, proliferación y diferenciación de los osteoblastos en cultivo. Para esto, se utilizo un kit ELISA con anticuerpos específicos para el factor de crecimiento PDGF-BB, también se uso el método MTT, prueba que cuantifica las células metabólicamente activas dentro del compósito. Como prueba de diferenciación se analizó la actividad de fosfatasa alcalina usando p-nitrofenilfosfato como sustrato, se analizó también la cantidad de calcio depositado con espectrofotometría de absorción atómica. Como pruebas cualitativas se realizó examen histológico de barrido. Los resultados mostraron que la liberación del factor de crecimiento PDGF-BB desde el compósito de quitosano-hidroxiapatita multilaminar al medio de cultivo, fue mayor los primeros días de cultivo disminuyendo paulatinamente hasta los últimos días del ensayo. La cantidad total acumulada liberada fue del 10% de la cantidad colocada inicialmente en el compósito, aún así ésta produjo su efecto aumentando la proliferación y diferenciación celular. Se observo un aumento en la proliferación osteoblástica bajo el efecto del factor de crecimiento PDGF-BB, mediante el uso de un método efectivo que midió la viabilidad y cantidad de osteoblastos dentro del compósito, demostrándose el efecto estimulador del factor de crecimiento incorporado al compósito. Claramente hubo un mayor depósito de calcio en los compósitos con factor de crecimiento, siendo una prueba indicativa de diferenciación celular. No se observó una diferencia significativa en la actividad de fosfatasa alcalina, debido posiblemente a las cantidades muy pequeñas de esta enzima en las muestras.se puede concluir que este compósito de quitosano-hidroxiapatita multilaminar enriquecido con el factor de crecimiento PDGF-BB y sembrado de células osteoblásticas, podría ser usado como implante para estimular la regeneración ósea