Published August 10, 2023 | Version v1
Publication Open

Injectable and Cell-Laden Hydrogel in the Contained Bone Defect Animal Model: A Systematic Review

Creators

  • 1. Peking University
  • 2. Peking University Third Hospital

Description

Abstract Background: Due to its high water content and biomimetic properties simulating extracellular matrix (ECM), hydrogels have been used as preferred cell culture and delivery systems. Similarly, cell-loaded hydrogels can be easily injected into target areas in a minimally invasive manner, minimizing surgical trauma, adapting to irregular shaped defects, and benefiting patients. In this study, we systematically reviewed multiple studies on hydrogel-based bone defect research and briefly summarized the progress of injectable and cell-loaded hydrogels in bone defect repair. Methods: A systematic search was conducted in the PubMed and Web of Science databases using selected search terms. Results: Initially, 185 articles were retrieved from the databases. After full-text screening based on inclusion and exclusion criteria, 26 articles were included in this systematic review. Data collected from each study included culture model, seed cell type and origin, cell concentration, scaffold material, scaffold shape, experimental animal and site, bioactive agents, and binding method. This injectable and cell-loaded hydrogel shows certain feasibility in bone tissue engineering applications. Conclusion: Injectable and cell-loaded hydrogels have been widely applied in bone tissue engineering research. The future direction of bone tissue engineering for bone defect treatment involves the use of new hydrogel materials and biochemical stimulation.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

خلفية مجردة: نظرًا لمحتواها المائي العالي وخصائص المحاكاة الحيوية التي تحاكي المصفوفة خارج الخلية (ECM)، فقد تم استخدام الهلاميات المائية كنظم مفضلة لزراعة الخلايا وإيصالها. وبالمثل، يمكن حقن الهلاميات المائية المحملة بالخلايا بسهولة في المناطق المستهدفة بطريقة طفيفة التوغل، مما يقلل من الصدمة الجراحية، والتكيف مع العيوب غير المنتظمة، ويستفيد منها المرضى. في هذه الدراسة، راجعنا بشكل منهجي دراسات متعددة حول أبحاث عيوب العظام القائمة على الهلام المائي ولخصنا بإيجاز تقدم الهلاميات المائية المحملة بالحقن والخلايا في إصلاح عيوب العظام. الأساليب: تم إجراء بحث منهجي في قواعد بيانات PubMed و Web of Science باستخدام مصطلحات بحث مختارة. النتائج: في البداية، تم استرجاع 185 مقالة من قواعد البيانات. بعد فحص النص الكامل بناءً على معايير الإدراج والاستبعاد، تم تضمين 26 مادة في هذه المراجعة المنهجية. تضمنت البيانات التي تم جمعها من كل دراسة نموذج الاستنبات، ونوع الخلية البذرية وأصلها، وتركيز الخلية، ومواد السقالة، وشكل السقالة، والحيوان والموقع التجريبي، والعوامل النشطة بيولوجيًا، وطريقة الربط. يُظهر هذا الهلام المائي القابل للحقن والمحمل بالخلايا جدوى معينة في تطبيقات هندسة الأنسجة العظمية. الخلاصة: تم تطبيق الهلاميات المائية القابلة للحقن والمحملة بالخلايا على نطاق واسع في أبحاث هندسة الأنسجة العظمية. يتضمن الاتجاه المستقبلي لهندسة الأنسجة العظمية لعلاج عيوب العظام استخدام مواد هيدروجيل جديدة والتحفيز الكيميائي الحيوي.

Translated Description (French)

Résumé Contexte : En raison de sa teneur élevée en eau et de ses propriétés biomimétiques simulant la matrice extracellulaire (mec), les hydrogels ont été utilisés comme systèmes de culture et d'administration cellulaires préférés. De même, les hydrogels chargés de cellules peuvent être facilement injectés dans les zones cibles de manière mini-invasive, en minimisant les traumatismes chirurgicaux, en s'adaptant aux défauts de forme irrégulière et en bénéficiant aux patients. Dans cette étude, nous avons systématiquement passé en revue plusieurs études sur la recherche sur les défauts osseux à base d'hydrogel et résumé brièvement les progrès des hydrogels injectables et chargés de cellules dans la réparation des défauts osseux. Méthodes : Une recherche systématique a été effectuée dans les bases de données PubMed et Web of Science à l'aide de termes de recherche sélectionnés. Résultats : Au départ, 185 articles ont été récupérés dans les bases de données. Après une sélection en texte intégral basée sur des critères d'inclusion et d'exclusion, 26 articles ont été inclus dans cette revue systématique. Les données recueillies à partir de chaque étude comprenaient le modèle de culture, le type et l'origine des cellules de semence, la concentration cellulaire, le matériau de l'échafaudage, la forme de l'échafaudage, l'animal expérimental et le site, les agents bioactifs et la méthode de liaison. Cet hydrogel injectable et chargé de cellules montre une certaine faisabilité dans les applications d'ingénierie du tissu osseux. Conclusion : Les hydrogels injectables et chargés de cellules ont été largement appliqués dans la recherche en ingénierie des tissus osseux. L'orientation future de l'ingénierie du tissu osseux pour le traitement des défauts osseux implique l'utilisation de nouveaux matériaux d'hydrogel et une stimulation biochimique.

Translated Description (Spanish)

Resumen Antecedentes: Debido a su alto contenido de agua y propiedades biomiméticas que simulan la matriz extracelular (ECM), los hidrogeles se han utilizado como sistemas de cultivo y administración celular preferidos. De manera similar, los hidrogeles cargados con células se pueden inyectar fácilmente en las áreas objetivo de una manera mínimamente invasiva, minimizando el trauma quirúrgico, adaptándose a defectos de forma irregular y beneficiando a los pacientes. En este estudio, revisamos sistemáticamente múltiples estudios sobre la investigación de defectos óseos a base de hidrogeles y resumimos brevemente el progreso de los hidrogeles inyectables y cargados con células en la reparación de defectos óseos. Métodos: Se realizó una búsqueda sistemática en las bases de datos de PubMed y Web of Science utilizando términos de búsqueda seleccionados. Resultados: Inicialmente se recuperaron 185 artículos de las bases de datos. Después de la evaluación de texto completo basada en criterios de inclusión y exclusión, se incluyeron 26 artículos en esta revisión sistemática. Los datos recopilados de cada estudio incluyeron el modelo de cultivo, el tipo y origen de las células de la semilla, la concentración celular, el material del andamio, la forma del andamio, el animal experimental y el sitio, los agentes bioactivos y el método de unión. Este hidrogel inyectable y cargado de células muestra cierta viabilidad en aplicaciones de ingeniería de tejidos óseos. Conclusión: Los hidrogeles inyectables y cargados con células se han aplicado ampliamente en la investigación de ingeniería de tejidos óseos. La dirección futura de la ingeniería de tejidos óseos para el tratamiento de defectos óseos implica el uso de nuevos materiales de hidrogel y la estimulación bioquímica.

Files

s13770-023-00569-2.pdf.pdf

Files (349.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1d7e8c0b55223c982c78ce9a8e1dbd69
349.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الهلام المائي القابل للحقن والمحمل بالخلايا في النموذج الحيواني لعيوب العظام المحتوية: مراجعة منهجية
Translated title (French)
Hydrogel injectable et chargé de cellules dans le modèle animal de défaut osseux contenu : une revue systématique
Translated title (Spanish)
Hidrogel inyectable y cargado de células en el modelo animal de defecto óseo contenido: una revisión sistemática

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385737186
DOI
10.1007/s13770-023-00569-2

Is supplement to
https://openalex.org/W922543731 (Other)
https://openalex.org/W3196863326 (Other)
https://openalex.org/W3003069570 (Other)
https://openalex.org/W2959708895 (Other)
https://openalex.org/W2809376314 (Other)
https://openalex.org/W2626164717 (Other)
https://openalex.org/W2478420051 (Other)
https://openalex.org/W2412922490 (Other)
https://openalex.org/W2387757681 (Other)
https://openalex.org/W1966288407 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1787120469
  • https://openalex.org/W1962351050
  • https://openalex.org/W1964207157
  • https://openalex.org/W1968752732
  • https://openalex.org/W1975111610
  • https://openalex.org/W1991276079
  • https://openalex.org/W1992594866
  • https://openalex.org/W2000040493
  • https://openalex.org/W2003330618
  • https://openalex.org/W2020377637
  • https://openalex.org/W2022213933
  • https://openalex.org/W2029205063
  • https://openalex.org/W2036353064
  • https://openalex.org/W2044071605
  • https://openalex.org/W2075436227
  • https://openalex.org/W2080044875
  • https://openalex.org/W2087796183
  • https://openalex.org/W2124195334
  • https://openalex.org/W2138298552
  • https://openalex.org/W2139586508
  • https://openalex.org/W2146821881
  • https://openalex.org/W2193332798
  • https://openalex.org/W2197284960
  • https://openalex.org/W2285676653
  • https://openalex.org/W2512352366
  • https://openalex.org/W2575229100
  • https://openalex.org/W2795421849
  • https://openalex.org/W2800365817
  • https://openalex.org/W2800430215
  • https://openalex.org/W2889342985
  • https://openalex.org/W2897531193
  • https://openalex.org/W2908907331
  • https://openalex.org/W2965678757
  • https://openalex.org/W2998659158
  • https://openalex.org/W3009581077
  • https://openalex.org/W3011079864
  • https://openalex.org/W3024113585
  • https://openalex.org/W3027162480
  • https://openalex.org/W3030637639
  • https://openalex.org/W3035116923
  • https://openalex.org/W3048741126
  • https://openalex.org/W3092395929
  • https://openalex.org/W3106555729
  • https://openalex.org/W3108219243
  • https://openalex.org/W3137200877
  • https://openalex.org/W3164011584
  • https://openalex.org/W3196207419
  • https://openalex.org/W4210977761