Preparation of poly(glycolic acid) bonded fiber structures for cell attachment and transplantation

Mikos, Antonios G.; Bao, Yuan; Cima, Linda G.; Ingber, Donald E.; Vacanti, Joseph P.; Langer, Robert

doi:10.1002/jbm.820270207

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“…Publicadas na literatura científica (concomitantemente às requisições de patentes nos EUA), as técnicas de preparo de suportes porosos foram descritas em culturas de células específicas, e ainda representam um importante enfoque de desenvolvimentos [41] . Entre as técnicas podemos destacar: fiber bonding [42] , evaporação de solvente com adição e lixiviação de sal (solvent casting -particulate leaching) [43] , inversão de fases [44] , injeção de gás [45] , fused deposition modeling (FDM) [46] , freeze-dried [47] e outras.…”

Section: Técnicas De Preparo Dos Suportes Porososunclassified

Polímeros bioreabsorvíveis na engenharia de tecidos

Barbanti

Zavaglia

Duek³

2005

Polímeros

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[3] , sistemas para liberação controlada de drogas [4] , stents [5] e dispositivos ortopédicos [6] . Atualmente fazem parte do cotidiano dos centros cirúrgicos no mundo inteiro.Embora muitos dispositivos protéticos artificiais estejam disponíveis, poucos podem substituir completamente todas as complexas funções biológicas. Em situações clíni-cas mais severas somente o transplante do órgão retoma as atividades orgânicas. Assim, de uma forma idealizada, a melhor alternativa seria obter um novo órgão ou tecido, substituindo aquele que não desempenha normalmente suas funções. Nos dias de hoje, a idéia da reconstrução de órgãos e tecidos criados em laboratório é amplamente difundida e investigada no mundo todo [7,8] . Resumo: A Engenharia de Tecidos consiste em um conjunto de conhecimentos e técnicas para a reconstrução de novos órgãos e tecidos. Baseada em conhecimentos das áreas de ciência e engenharia de materiais, biológica e médica, a técnica envolve a expansão in vitro de células viáveis do paciente doador sobre suportes de polímeros bioreabsorvíveis. O suporte degrada enquanto um novo órgão ou tecido é formado. Os poli(α-hidróxi ácidos) representam a principal classe de polímeros sintéticos bioreabsorvíveis e biodegradáveis utilizados na engenharia de tecidos. No desenvolvimento e na seleção desses materiais, o tempo de degradação é fundamental para o sucesso do implante. Os estudos e os desafios atuais são normalmente direcionados ao entendimento das relações entre composição química, cristalinidade, morfologia do suporte, e o processamento desses materiais. Este artigo faz uma revisão dos trabalhos recentes sobre a utilização dos polímeros sintéticos bioreabsorvíveis como suportes na engenharia de tecidos. Engenharia de tecidos Palavras-chave: Engenharia de tecidos, polímeros bioreabsorvíveis, poli(α-hidróxi ácidos). Bioresorbable Polymers in Tissue EngineeringAbstract: Tissue Engineering is based on a group of techniques for the reconstruction of new organs and tissues. Based on knowledge of materials science and engineering, biology and medicine, the technique involves the in vitro expansion of viable cells obtained from the patient on the polymeric scaffolds. The scaffold degrades while a new organ or tissue is formed. The poly(α-hydroxy acids) are the principal biodegradable and bioresorbable polymers used in tissue engineering. In developing and selecting bioresorbable scaffolds, the degradation time is fundamental for successful biocompatibility and biofuncionality. Hence, degradation studies often address variables such as the chemical composition, crystallinity, morphology of the scaffold and the processing of these materials. This paper reviews recent work in bioresorbable polymers used as scaffolds in the tissue engineering. Keywords: Tissue engineering, bioresorbable polymers, poly(α-hydroxy acids). IntroduçãoQuando a estrutura biológica de um órgão ou tecido não pode ser reparada, a alternativa viável para o restabelecimento das funções normais do paciente é repô-la com um implante feito de um b...

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Section: Técnicas De Preparo Dos Suportes Porososunclassified

Polímeros bioreabsorvíveis na engenharia de tecidos

Barbanti

Zavaglia

Duek³

2005

Polímeros

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“…Another study used a mesh on the tensile side of CPC to increase the work-to-fracture [45]. Macropores were built into implants to facilitate cell infiltration, tissue ingrowth, and implant fixation [3,6,17,18,20,24,[26][27][28]301. Our recent studies incorporated a variety of fibers, as well as water-soluble porogens, into CPC to obtain strength as well as macropores for bone ingrowth [46,49].…”

Section: H H K Xu C G Siinon Jr 1 J O U~~i N Imentioning

confidence: 99%

Self‐hardening calcium phosphate composite scaffold for bone tissue engineering

Simon

2004

Journal Orthopaedic Research

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Calcium phosphate cement (CPC) sets in situ to form solid hydroxyapatite, can conform to complex cavity shapes without machining, has excellent osteoconductivity, and is able to be resorbed and replaced by new bone. Therefore, CPC is promising for craniofacial and orthopaedic repairs. However, its low strength and lack of macroporosity limit its use. This study investigated CPC reinforcement with absorbable fibers, the effects of fiber volume fraction on mechanical properties and macroporosity, and the cytotoxicity of CPC–fiber composite. The rationale was that large‐diameter absorbable fibers would initially strengthen the CPC graft, then dissolve to form long cylindrical macropores for colonization by osteoblasts. Flexural strength, work‐of‐fracture (toughness), and elastic modulus were measured vs. fiber volume fraction from 0% (CPC Control without fibers) to 60%. Cell culture was performed with osteoblast‐like cells, and cell viability was quantified using an enzymatic assay. Flexural strength (mean ± SD; n == 6) of CPC with 60% fibers was 13.5 ± 4.4 MPa, three times higher than 3.9 ± 0.5 MPa of CPC Control. Work‐of‐fracture was increased by 182 times. Long cylindrical macropores 293 ± 46 μm in diameter were created in CPC after fiber dissolution, and the CPC–fiber scaffold reached a macroporosity of 55% and a total porosity of 81%. The new CPC–fiber formulation supported cell adhesion, proliferation and viability. The method of using large‐diameter absorbable fibers in bone graft for mechanical properties and formation of long cylindrical macropores for bone ingrowth may be applicable to other tissue engineering materials. Published by Elsevier Ltd. on behalf of Orthopuedic Research Society. © 2003 Orthopaedic Research Society. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

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“…Polyglycolic acid (PGA) scaffold has been a workhorse of tissue-engineering experiments and is commercially available in the form of biodegradable sutures. The addition of poly(L-lactic) acid (PLLA) to form a composite has been successful both in vivo and in vitro (Mikos et al 1993;Grikscheit et al 2003c). RGD peptides (R, arginine; G, glycine; D, aspartic acid) promote cell adhesion and ingrowth through integrin binding (Hersel et al 2003).…”

Section: Materials and Techniquesmentioning

confidence: 99%