Evaluación de la citocompatibilidad y capacidad de diferenciación osteogénica de células madre de pulpa dental cultivadas en andamios basados en poliuretano biodegradable y nanopartículas de vidrio bioactivo

Abstract

Introducción. Existen múltiples razones por las que a lo largo de la vida de un individuo diferentes cantidades de tejido óseo pueden perderse y generar un defecto. Cuando este defecto es mayor a cierto tamaño, el organismo no es capaz de regenerarlo y puede requerir asistencia externa. El tratamiento más frecuente para los defectos óseos es el autoinjerto, que presenta desventajas y limitaciones en su aplicación, al igual que otras alternativas de tratamiento. La Ingeniería Tisular Ósea (ITO) tiene como objetivo la regeneración de tejidos perdidos que conserven las condiciones morfológicas y fisiológicas del tejido original. Los tres pilares de la ITO son células madre, partículas bioactivas y andamios o scaffolds. En los últimos años, andamios de poliuretano (PU) biodegradable y partículas cerámicas de vidrio bioactivo han mostrado resultados promisorios de viabilidad y diferenciación osteogénica en búsqueda de una combinación que pueda ser aplicada en regeneración ósea in vivo, con células madre mesenquimales. En el último tiempo ha sido demostrado que el manejo a nanoescala de estos materiales da mejores resultados que las actuales alternativas en tamaño micrométrico, sin embargo, la evaluación de la viabilidad, comportamiento de adhesión y diferenciación osteogénica de células madre mesenquimales de pulpa dental en estos materiales no ha sido estudiada. . Objetivo. El objetivo de este trabajo es evaluar en forma preliminar la citocompatibilidad de bionanocompósitos (BNC) de PU cargados con nanopartículas de vidrio bioactivo (nBG), y de su capacidad de diferenciación osteogénica de células madre de la pulpa dental (DPSCs). Material y métodos. Se cultivaron DPSCs de terceros molares incluidos y semi-incluidos, en andamios nanocompósitos de poliuretano (PU) cargados con nanopartículas de nBG, y se evaluó su respuesta celular mediante ensayos de viabilidad cuantitativo (MTS) y cualitativo (AO/PI), adhesión a través de microscopía electrónica de barrido, y el grado de diferenciación osteogénica mediante ensayo cuantitativo (ALP) y cualitativo (NBT/BCIP), que miden el grado de actividad de la enzima fosfatasa alcalina (ALP). Resultados. Andamios nanocompósitos de PU no disminuyeron la viabilidad de DPSCs cultivadas en ellos, medida a diferentes tiempos por MTS. A través

del ensayo de AO/PI se observó que DPSCs cultivadas en PU nBG 5% presentó una levemente mayor densidad de células que los otros andamios. Se observó que el comportamiento de adhesión de DPSCs en andamios nanocompósitos fue más íntimo que el de DPSCs en andamios sin nanopartículas. Los ensayos de diferenciación muestran que la adición de nanopartículas a andamios de PU acelera y aumenta el proceso de diferenciación osteogénica de células madre de la pulpa dental. Conclusiones: Andamios nanocompósitos de poliuretano cargados con nanopartículas de vidrio bioactivo son citocompatibles, mejoran la adhesión celular y presentan capacidad para acelerar la diferenciación osteogénica in vitro de células madre de la pulpa dental. Estos materiales aparecen como una alternativa promisoria para su futuro estudio como constructo bioactivo en ITO, especialmente en la reducción de tiempos de tratamiento en regeneración ósea.