Ingeniería tisular para la formación de hueso autólogo útil en autotrasplante Pubblico Deposited
Trauma, osteomyelitis, bone tumour resections and treatment of congenital deformities are the main causes of bone deficiency. In these clinical situations autologous graft is the preferred treatment, but usually the bone supplies are limited and harvesting is painful and has risk of infection. Thus, in order to produce enough bone tissue for transplantation, several novel approaches are currently being explored, such as tissue engineering based in the use of bone growth factors and stem cells. We developed an experimental model of heterotopic bone formation in the subcutaneous abdominal area of dogs. This model consist in omentum wrapped implants constituted by collagen type 1 sponges that are embedded with demineralized bone powder, calcium clorhide, thrombin and platelets rich plasma that is a source of bone growth factors. Although this is an efficient model of heterotopic bone formation, it is not practical for transplantation because it need at least four months for complete bone formation. The aim of the present work was to improve this model by accelerating bone production. In order to do this, we first isolate using laser microdisection the most conspicuous histological constituents (connective/inflammatory tissue, immature and mature bone, adipose tissue) and purified from them total RNA that was used to determine by RT-PCR the gene expression kinetics of the most important growth and differentiation bone factors. Then, the most abundant and rapidly synthesized factors were produced in tobacco leaves. Our results showed that bone morphogenetic proteins 2 and 7, and transforming growth factor-β1 were the most rapidly and highly synthesized factors, viii and their incorporation as recombinant proteins in the scaffold collagen sponge induced in just one month mature heterotopic trabecular bone which could be useful for autotransplantation.
El trauma, la osteomielitis, las resecciónes de tumores óseos y el tratamiento de las deformidades congénitas son las principales causas de deficiencia de hueso. En los escenarios clínicos referidos los injertos autólogos son el tratamiento de elección. No obstante, los sitios anatómicos para obtener injertos óseos son limitados, la procuración dolorosa y con riesgos de infección. Por lo anterior, se han explorado nuevos abordajes experimentales para la obtención de una cantidad suficiente de hueso autólogo útil para autotrasplante como la ingeniería tisular basada en el uso de factores de crecimiento y células madre pluri-potenciales. Nosotros desarrollamos un modelo experimental de formación de hueso heterotópico en los músculos rectos del abdomen en perros. Este modelo consiste en implantes envueltos en epiplón constituidos por esponjas de colágena, polvo de hueso desmineralizado, cloruro de cálcio, trombina y plasma rico en plaquetas como fuente de factores de crecimiento. Aunque este es un modelo eficiente para la formación de hueso heterotópico, no es adecuado para autotrasplante debido a que requiere al menos cuatro meses para la formación de hueso maduro. El objetivo de este trabajo fue acelerar la producción de hueso. Para lo anterior, primero se aislaron los constituyentes histológicos más representativos del hueso autólogo (tejido conectivo/inflamatorio periespicular, hueso maduro e inmaduro, tejido adiposo) y se purificó de estos el RNA total que fue utilizado a su vez para obtener la cinética de expresión genética de los principales factores de crecimiento y diferenciación por medio de RT-PCR. Posteriormente, los factores expresados en mayor cantidad y con mayor rapidez de síntesis fueron vi producidos en hojas de tabaco. Nuestros resultados mostraron que las proteínas morfogénicas óseas 2 y 7, y el factor de crecimiento transformante-1 fueron los factores principales, y su incorporación como proteínas recombinantes en las esponjas de colágena favorecieron la formación de hueso heterotópico en sólo un mes, lo cual es de mayor utilidad en autotrasplante.
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