Caracterización de matrices poliméricas con estroncio para ingeniería de tejido óseo: Estudios de biocompatibilidad y citotoxicidad

LINO A.; FERNANDEZ, JM; MCCARTHY, A

Buenos Aires

Congreso; Primer Congreso Argentino de Osteología AAOMM-SAO XXXIII Reunión Científica Anual de la Asociación Argentina de osteología y Metabolismo Mineral; 2016

En la ingeniería de tejido óseo se utilizan diferentes materiales para el diseño de andamios que guíen la regeneración ósea. Uno de los polímeros desarrollados por nuestro grupo con esta aplicación potencial, es una mezcla compatibilizada de un poliéster (poli-ε-caprolactona o PCL) y un polifumarato (polifumarato de diisopropilo PFIP). Esta mezcla compatibilizada muestra mejor osteocompatibilidad que los respectivos homopolímeros hacia células progenitoras de médula ósea en cultivo (CPMO), además de no mostrar citotoxicidad y poseer adecuadas propiedades mecánicas. El estroncio (Sr) asociado a ranelato, es un fármaco con acción dual anti-catabólica y anabólica sobre el metabolismo óseo, y se utiliza para el tratamiento de la osteoporosis postmenopáusica. En este trabajo estudiamos la osteocompatibilidad y citotoxicidad de la mezcla compatibilizada PCL-PFIP, dopada con distintas dosis de Sr. Se prepararon tres membranas por el método de solvent casting: mezcla compatibilizada sin Sr (M), mezcla con 1% p/p de Sr (M+1%Sr) y mezcla con 5% p/p de Sr (M+5%Sr). Se obtuvieron CPMO a partir del canal diafisario medular de fémures de ratas Wistar machos jóvenes. Las CPMO se cultivaron sobre las diferentes membranas con un medio de diferenciación osteogénico. La proliferación de las CPMO se determinó a los 5 días de cultivo por el método de MTT. La osteocompatibilidad fue evaluada luego de 14 días de cultivo midiendo actividad enzimática de fosfatasa alcalina (ALP) por un método colorimétrico, y secreción de Colágeno tipo 1 por coloración con Sirius Red. La inducción del fenotipo osteoblastico se confirmó evaluando la expresión génica de los mismos marcadores por RT-PCR. Para evaluar citotoxicidad se cultivaron durante 72 horas sobre las diferentes membranas, macrófagos de la línea RAW 264 determinando liberación de oxido nitroso (NO) al medio de cultivo por el método de Griess, así como la expresión génica de la NO-sintasa inducible (iNOS) por RT-PCR. Como control positivo de citotoxicidad se agregó lipopolisacárido bacteriano (LPS) al medio de cultivo.Las membranas M+1%Sr fueron más osteocompatibles para las CPMO, induciendo un aumento en su proliferación (122±5% vs. M), actividad enzimática de ALP (130±8% vs. M), secreción de Colageno tipo 1 (118± % vs. M) así como en la expresión génica de estos marcadores por RT-PCR. Por el contrario, las membranas M+5%Sr mostraron una menor osteocompatibilidad hacia CPMO, generando una disminución en la proliferación (62±10% vs. M) y en la diferenciación osteoblástica (ALP: 44±8% vs. M; y colágeno tipo 1: 68±7% vs. M). Los cultivos con células macrofágicas mostraron en todos los casos, ausencia de liberación significativa de NO al medio de cultivo. En cuanto a la expresión de iNOS por RT-PCR, no se observó aumento (respecto de la membrana M) en las células crecidas sobre M+1%Sr (99±3% vs. M), pero sí un aumento significativo en los cultivos sobre M+5%Sr (128±5% vs M). Aun así, los niveles de iNOS fueron siempre significativamente menores que los inducidos por LPS. En conclusión, nuestros resultados preliminares demuestran que con el agregado de 1%Sr a la mezcla compatibilizada PCL-PFIP se obtiene un biomaterial potencialmente apto para ser utilizado en ingeniería de tejido óseo, aunque no asi con el agregado de 5%Sr.