Published January 1, 2013
| Version v1
Publication
Osteoinduction and Antiosteoporotic Performance of Hybrid Biomaterial Chitosan-Bioactive Glass Graft: Effects on Bone Remodeling
Creators
- 1. Institut des Sciences Chimiques de Rennes
- 2. University of Sfax
- 3. Hopital Universitaire Habib Bourguiba
Description
Osteoinductive and antiosteroporotic phenomena could be created by using synthetic biomaterials for applications in bone surgery. In the present study, CH-based bioactive glass (BG-CH) with 17 wt% chitosan was elaborated by a freeze-drying process. BG-CH was implanted in the muscle and in the femoral condyles of ovariectomised rats. Grafted tissues were carefully removed for physico-chemical and histological analysis. Several physic-chemical techniques (XRD, FT-IR, MEB, ICP-OES and NMR) were employed to highlight the effects of chitosan on the glass matrix before and after implantation. The results of the study show that despite the non-additional osteogenic cells or agents, BG-CH is endowed with an osteoinductive property. After 8 weeks, 13C NMR spectra showed the characteristic signals of γ-carbons of the hydroxyproline (71 ppm) abundant in collagen. γ-carboxyglutamate (55 ppm), which occurs in several other bone proteins like osteocalcin, indicating the BGCH degradation and the dominance of the bone tissue formation. Moreover, this study showed a rise in Ca and P ion concentrations in the implanted microenvironment, leading to the formation/deposition of Ca-P phases. Trace elements such as Zn and Fe were detected in the newly-formed bone and involved in the bone healing. The study highlights the suitability and the extensive applications of BG-CH composites and the clinically useful therapy in regenerative medicine.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن إنشاء ظواهر استقرائية عظمية ومضادة للترقق باستخدام المواد الحيوية الاصطناعية للتطبيقات في جراحة العظام. في هذه الدراسة، تم تطوير الزجاج النشط بيولوجيًا القائم على CH (BG - CH) مع 17 ٪ بالوزن من الكيتوزان من خلال عملية التجفيف بالتجميد. تم زرع BG - CH في العضلات وفي اللقمتين الفخذيتين للفئران المستأصلة المبيض. تمت إزالة الأنسجة المطعمة بعناية للتحليل الفيزيائي الكيميائي والنسيجي. تم استخدام العديد من التقنيات الفيزيائية والكيميائية (XRD و FT - IR و MEB و ICP - OES و NMR) لتسليط الضوء على تأثيرات الكيتوزان على المصفوفة الزجاجية قبل وبعد الزرع. تظهر نتائج الدراسة أنه على الرغم من الخلايا أو العوامل العظمية غير الإضافية، فإن BG - CH تتمتع بخاصية استقرائية عظمية. بعد 8 أسابيع، أظهرت أطياف الرنين المغناطيسي النووي 13C الإشارات المميزة لـ γ - كربونات الهيدروكسي برولين (71 جزء في المليون) الوفيرة في الكولاجين. γ -كربوكسي غلوتامات (55 جزء في المليون)، والذي يحدث في العديد من بروتينات العظام الأخرى مثل أوستيوكالسين، مما يشير إلى تدهور BGCH وهيمنة تكوين الأنسجة العظمية. علاوة على ذلك، أظهرت هذه الدراسة ارتفاعًا في تركيزات الكالسيوم والبروتين في البيئة الدقيقة المزروعة، مما يؤدي إلى تكوين/ترسيب مراحل الكالسيوم والبروتين. تم الكشف عن العناصر النزرة مثل الزنك والحديد في العظام المتكونة حديثًا وتشارك في التئام العظام. تسلط الدراسة الضوء على مدى ملاءمة مركبات BG - CH وتطبيقاتها الواسعة والعلاج المفيد سريريًا في الطب التجديدي.Translated Description (French)
Des phénomènes ostéoinductifs et antiostéroporotiques pourraient être créés en utilisant des biomatériaux synthétiques pour des applications en chirurgie osseuse. Dans la présente étude, le verre bioactif à base de CH (BG-CH) avec 17 % en poids de chitosane a été élaboré par un procédé de lyophilisation. La BG-CH a été implantée dans le muscle et dans les condyles fémoraux de rats ovariectomisés. Les tissus greffés ont été soigneusement prélevés pour analyse physico-chimique et histologique. Plusieurs techniques physico-chimiques (DRX, FT-IR, MEB, ICP-OES et RMN) ont été utilisées pour mettre en évidence les effets du chitosane sur la matrice de verre avant et après l'implantation. Les résultats de l'étude montrent que malgré les cellules ou agents ostéogènes non additionnels, la BG-CH est dotée d'une propriété ostéoinductive. Après 8 semaines, les spectres RMN du 13C ont montré les signaux caractéristiques des carbones γ de l'hydroxyproline (71 ppm) abondante en collagène. γ-carboxyglutamate (55 ppm), qui se produit dans plusieurs autres protéines osseuses comme l'ostéocalcine, indiquant la dégradation du BGCH et la dominance de la formation du tissu osseux. De plus, cette étude a montré une augmentation des concentrations en ions Ca et P dans le microenvironnement implanté, conduisant à la formation/dépôt de phases Ca-P. Des éléments traces tels que Zn et Fe ont été détectés dans l'os nouvellement formé et impliqués dans la cicatrisation osseuse. L'étude met en évidence la pertinence et les applications étendues des composites BG-CH et de la thérapie cliniquement utile en médecine régénérative.Translated Description (Spanish)
Se podrían crear fenómenos osteoinductivos y antiosteroporóticos mediante el uso de biomateriales sintéticos para aplicaciones en cirugía ósea. En el presente estudio, el vidrio bioactivo a base de CH (BG-CH) con 17% en peso de quitosano se elaboró mediante un proceso de liofilización. Se implantó BG-CH en el músculo y en los cóndilos femorales de ratas ovariectomizadas. Los tejidos injertados se extrajeron cuidadosamente para su análisis físico-químico e histológico. Se emplearon varias técnicas físico-químicas (XRD, FT-IR, MEB, ICP-OES y NMR) para resaltar los efectos del quitosano en la matriz de vidrio antes y después de la implantación. Los resultados del estudio muestran que a pesar de las células o agentes osteogénicos no adicionales, la BG-CH está dotada de una propiedad osteoinductora. Después de 8 semanas, los espectros de 13C RMN mostraron las señales características de γ-carbonos de la hidroxiprolina (71 ppm) abundantes en colágeno. γ-carboxiglutamato (55 ppm), que se encuentra en varias otras proteínas óseas como la osteocalcina, lo que indica la degradación de BGCH y el predominio de la formación de tejido óseo. Además, este estudio mostró un aumento en las concentraciones de iones Ca y P en el microambiente implantado, lo que llevó a la formación/deposición de fases de Ca-P. Se detectaron oligoelementos como Zn y Fe en el hueso recién formado y se involucraron en la cicatrización ósea. El estudio destaca la idoneidad y las amplias aplicaciones de los compuestos BG-CH y la terapia clínicamente útil en medicina regenerativa.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الحث العظمي والأداء المضاد للترقق العظمي للطعوم الزجاجية الهجينة ذات المواد الحيوية الكيتوزان- النشطة بيولوجيًا: التأثيرات على إعادة تشكيل العظام
- Translated title (French)
- Ostéoinduction et performance antiostéoporotique du greffon de verre bio-actif au chitosane biomatériau hybride : effets sur le remodelage osseux
- Translated title (Spanish)
- Osteoinduction and Antiosteoporotic Performance of Hybrid Biomaterial Chitosan-Bioactive Glass Graft: Effects on Bone Remodeling
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2312901617
- DOI
- 10.4172/2169-0022.1000128
References
- https://openalex.org/W155930765
- https://openalex.org/W1919975513
- https://openalex.org/W1963743363
- https://openalex.org/W1971468738
- https://openalex.org/W1972502240
- https://openalex.org/W1975091338
- https://openalex.org/W1979468395
- https://openalex.org/W1981293318
- https://openalex.org/W1990092484
- https://openalex.org/W1992577725
- https://openalex.org/W1997521718
- https://openalex.org/W2005361414
- https://openalex.org/W2017919413
- https://openalex.org/W2019446882
- https://openalex.org/W2021140120
- https://openalex.org/W2022568602
- https://openalex.org/W2048775155
- https://openalex.org/W2051338291
- https://openalex.org/W2053163502
- https://openalex.org/W2053866172
- https://openalex.org/W2054062247
- https://openalex.org/W2056501647
- https://openalex.org/W2056539306
- https://openalex.org/W2061142976
- https://openalex.org/W2064407686
- https://openalex.org/W2064445171
- https://openalex.org/W2067871058
- https://openalex.org/W2069885842
- https://openalex.org/W2080060904
- https://openalex.org/W2081258500
- https://openalex.org/W2084366521
- https://openalex.org/W2119737244
- https://openalex.org/W2123522704
- https://openalex.org/W2141817363
- https://openalex.org/W2151143254
- https://openalex.org/W2154958500
- https://openalex.org/W2158572606
- https://openalex.org/W2159200575
- https://openalex.org/W2410963873