Published January 1, 2016 | Version v1
Publication Open

Novel Vanadium-Loaded Ordered Collagen Scaffold Promotes Osteochondral Differentiation of Bone Marrow Progenitor Cells

Creators

  • 1. Universidad Nacional de La Plata
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. Instituto de Fisica de Liquidos y Sistemas Biologicos

Description

Bone and cartilage regeneration can be improved by designing a functionalized biomaterial that includes bioactive drugs in a biocompatible and biodegradable scaffold. Based on our previous studies, we designed a vanadium-loaded collagen scaffold for osteochondral tissue engineering. Collagen-vanadium loaded scaffolds were characterized by SEM, FTIR, and permeability studies. Rat bone marrow progenitor cells were plated on collagen or vanadium-loaded membranes to evaluate differences in cell attachment, growth and osteogenic or chondrocytic differentiation. The potential cytotoxicity of the scaffolds was assessed by the MTT assay and by evaluation of morphological changes in cultured RAW 264.7 macrophages. Our results show that loading of VOAsc did not alter the grooved ordered structure of the collagen membrane although it increased membrane permeability, suggesting a more open structure. The VOAsc was released to the media, suggesting diffusion-controlled drug release. Vanadium-loaded membranes proved to be a better substratum thanC0for all evaluated aspects of BMPC biocompatibility (adhesion, growth, and osteoblastic and chondrocytic differentiation). In addition, there was no detectable effect of collagen or vanadium-loaded scaffolds on macrophage viability or cytotoxicity. Based on these findings, we have developed a new ordered collagen scaffold loaded with VOAsc that shows potential for osteochondral tissue engineering.

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

Translated Description (Arabic)

يمكن تحسين تجديد العظام والغضاريف من خلال تصميم مادة حيوية وظيفية تتضمن عقاقير نشطة بيولوجيًا في سقالة متوافقة حيويًا وقابلة للتحلل الحيوي. استنادًا إلى دراساتنا السابقة، قمنا بتصميم سقالة كولاجين محملة بالفاناديوم لهندسة الأنسجة العظمية الغضروفية. تميزت السقالات المحملة بالكولاجين والفاناديوم بدراسات SEM و FTIR والنفاذية. تم طلاء الخلايا السلف لنخاع عظم الفئران على الأغشية المحملة بالكولاجين أو الفاناديوم لتقييم الاختلافات في ارتباط الخلايا والنمو والتمايز العظمي المنشأ أو الغضروفي. تم تقييم السمية الخلوية المحتملة للسقالات من خلال اختبار MTT ومن خلال تقييم التغيرات المورفولوجية في البلاعم الخام المستزرعة 264.7. تظهر نتائجنا أن تحميل VOAsc لم يغير البنية المحززة المرتبة لغشاء الكولاجين على الرغم من أنه زاد من نفاذية الغشاء، مما يشير إلى بنية أكثر انفتاحًا. تم إصدار VOAsc إلى وسائل الإعلام، مما يشير إلى إطلاق الأدوية التي يتم التحكم فيها بالانتشار. أثبتت الأغشية المحملة بالفاناديوم أنها طبقة أساسية أفضل منC0لجميع الجوانب التي تم تقييمها من التوافق الحيوي لـ BMPC (الالتصاق والنمو وتمايز الخلايا العظمية والغضروفية). بالإضافة إلى ذلك، لم يكن هناك تأثير يمكن اكتشافه للسقالات المحملة بالكولاجين أو الفاناديوم على حيوية البلاعم أو السمية الخلوية. بناءً على هذه النتائج، قمنا بتطوير سقالة كولاجين مرتبة جديدة محملة بـ VOAsc تظهر إمكانات هندسة الأنسجة العظمية الغضروفية.

Translated Description (French)

La régénération osseuse et cartilagineuse peut être améliorée en concevant un biomatériau fonctionnalisé qui comprend des médicaments bioactifs dans un échafaudage biocompatible et biodégradable. Sur la base de nos études précédentes, nous avons conçu un échafaudage de collagène chargé de vanadium pour l'ingénierie des tissus ostéochondraux. Les échafaudages chargés de collagène-vanadium ont été caractérisés par des études MEB, IRTF et de perméabilité. Des cellules progénitrices de moelle osseuse de rat ont été plaquées sur du collagène ou des membranes chargées de vanadium pour évaluer les différences dans la fixation cellulaire, la croissance et la différenciation ostéogénique ou chondrocytaire. La cytotoxicité potentielle des échafaudages a été évaluée par le test MTT et par l'évaluation des changements morphologiques dans les macrophages 264.7 CRUS cultivés. Nos résultats montrent que la charge de VOAsc n'a pas altéré la structure ordonnée rainurée de la membrane de collagène bien qu'elle ait augmenté la perméabilité de la membrane, suggérant une structure plus ouverte. La VOAsc a été diffusée dans les médias, suggérant une libération de médicament contrôlée par diffusion. Les membranes chargées de vanadium se sont avérées être un meilleur substrat que le C0pour tous les aspects évalués de la biocompatibilité des BMPC (adhésion, croissance et différenciation ostéoblastique et chondrocytaire). De plus, il n'y avait aucun effet détectable du collagène ou des échafaudages chargés de vanadium sur la viabilité ou la cytotoxicité des macrophages. Sur la base de ces résultats, nous avons développé un nouvel échafaudage de collagène ordonné chargé de VOAsc qui montre un potentiel pour l'ingénierie des tissus ostéochondraux.

Translated Description (Spanish)

La regeneración de huesos y cartílagos se puede mejorar mediante el diseño de un biomaterial funcionalizado que incluya fármacos bioactivos en un andamio biocompatible y biodegradable. Basándonos en nuestros estudios previos, diseñamos un andamio de colágeno cargado con vanadio para la ingeniería de tejidos osteocondrales. Los andamios cargados con colágeno-vanadio se caracterizaron mediante estudios de SEM, FTIR y permeabilidad. Las células progenitoras de médula ósea de rata se colocaron en placas sobre membranas cargadas con colágeno o vanadio para evaluar las diferencias en la unión celular, el crecimiento y la diferenciación osteogénica o condrocítica. La citotoxicidad potencial de los andamios se evaluó mediante el ensayo MTT y mediante la evaluación de los cambios morfológicos en los macrófagos RAW 264.7 cultivados. Nuestros resultados muestran que la carga de VOAsc no alteró la estructura ordenada ranurada de la membrana de colágeno, aunque aumentó la permeabilidad de la membrana, lo que sugiere una estructura más abierta. El VOAsc se publicó en los medios de comunicación, lo que sugiere una liberación controlada por difusión del fármaco. Las membranas cargadas con vanadio demostraron ser un mejor sustrato queC0para todos los aspectos evaluados de la biocompatibilidad de BMPC (adhesión, crecimiento y diferenciación osteoblástica y condrocítica). Además, no hubo un efecto detectable de los andamios cargados con colágeno o vanadio sobre la viabilidad o citotoxicidad de los macrófagos. Basándonos en estos hallazgos, hemos desarrollado un nuevo andamio de colágeno ordenado cargado con VOAsc que muestra potencial para la ingeniería de tejidos osteocondrales.

Files

1486350.pdf.pdf

Files (15.8 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
md5:1491da13044b9b3282e4794fd925fa08
15.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
سقالة الكولاجين الجديدة المحملة بالفاناديوم تعزز التمايز العظمي الغضروفي لخلايا سلف نخاع العظم
Translated title (French)
Un nouvel échafaudage de collagène ordonné chargé de vanadium favorise la différenciation ostéochondrale des cellules progénitrices de la moelle osseuse
Translated title (Spanish)
Nuevo andamio de colágeno ordenado cargado con vanadio promueve la diferenciación osteocondral de las células progenitoras de la médula ósea

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2392375555
DOI
10.1155/2016/1486350

Is supplement to
https://openalex.org/W4361291586 (Other)
https://openalex.org/W4224254569 (Other)
https://openalex.org/W3143133699 (Other)
https://openalex.org/W3098646193 (Other)
https://openalex.org/W2946756178 (Other)
https://openalex.org/W2921864366 (Other)
https://openalex.org/W2374032235 (Other)
https://openalex.org/W2237852364 (Other)
https://openalex.org/W2055989946 (Other)
https://openalex.org/W2010694286 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1517681506
  • https://openalex.org/W1584412558
  • https://openalex.org/W1780901355
  • https://openalex.org/W1964352781
  • https://openalex.org/W1972856448
  • https://openalex.org/W1975280273
  • https://openalex.org/W1977525640
  • https://openalex.org/W1982459184
  • https://openalex.org/W1989585806
  • https://openalex.org/W1990013320
  • https://openalex.org/W1996794230
  • https://openalex.org/W2000174315
  • https://openalex.org/W2000352722
  • https://openalex.org/W2003212425
  • https://openalex.org/W2009841111
  • https://openalex.org/W2010824264
  • https://openalex.org/W2014114813
  • https://openalex.org/W2020815959
  • https://openalex.org/W2031489396
  • https://openalex.org/W2044386786
  • https://openalex.org/W2050432170
  • https://openalex.org/W2062516570
  • https://openalex.org/W2069685568
  • https://openalex.org/W2076137620
  • https://openalex.org/W2090763065
  • https://openalex.org/W2091302042
  • https://openalex.org/W2093016949
  • https://openalex.org/W2094767018
  • https://openalex.org/W2095972305
  • https://openalex.org/W2103555639
  • https://openalex.org/W2128635872
  • https://openalex.org/W2134017201
  • https://openalex.org/W2136960250
  • https://openalex.org/W2152840072
  • https://openalex.org/W2158048826
  • https://openalex.org/W2163691864
  • https://openalex.org/W2317925024
  • https://openalex.org/W2324144713
  • https://openalex.org/W2324765192
  • https://openalex.org/W2335352456
  • https://openalex.org/W2396320787
  • https://openalex.org/W4293247451