Desarrollo de conductos bifásicos laminares de colágeno tipo I para usar en regeneración de nervio periférico

Abstract

La carencia de nervios donantes ha conducido al desarrollo de conductos nerviosos para conectar los muñones nerviosos periféricos seccionados y ayudar a prevenir la formación de neuromas. A menudo, los diámetros estándar de estos dispositivos no se pueden adaptar en el momento de la cirugía al diámetro del nervio lesionado. En este trabajo, se desarrollaron soportes para formar conductos nerviosos rellenos con una matriz interna con canales unidireccionales cubiertos por una zona porosa multidireccional. Con tal fin, dos dispersiones de colágeno tipo I (5 mg/g y 8 mg/g) se congelaron secuencialmente utilizando diferentes métodos para obtener seis soportes laminares (NC, P1 a P5) formados por una zona con poros unidireccionales (U) adyacente a una zona de poros multidireccionales (M). Las propiedades fisicoquímicas y microestructurales de los soportes se determinaron y compararon, así como, su biodegradabilidad, el contenido de glutaraldehído residual y su citocompatibilidad. Adicionalmente, a los conductos obtenidos al enrollar los soportes desde la zona unidireccional a la multidireccional se les determinó el módulo de Young. Teniendo en cuenta los resultados de las evaluaciones mencionadas, se escogió el soporte P3 para determinar la proliferación y diferenciación de células mesenquimales de tejido adiposo humano (hASC). Las células sembradas en este soporte se adhirieron, alinearon en la misma dirección que las fibras unidireccionales del soporte, proliferaron y diferenciaron a células de Schwann. Los conductos P3 ajustables elaborados con el soporte P3 se implantaron en lesiones de nervio ciático de 10 mm en un modelo murino de lesión de nervio periférico. En estos ensayos se incluyeron lesiones injertadas con nervio ciático autólogo - considerado el tratamiento estándar - como control. Los resultados in vivo demostraron que el conducto P3 adaptado al diámetro de los muñones nerviosos sirve como guía del crecimiento axonal y promueve la regeneración nerviosa. (Texto tomado de la fuente)

Shortness of donor nerves has led to the development of nerve conduits that connect sectioned peripheral nerve stumps and help to prevent the formation of neuromas. Often, the standard diameters of these devices cannot be adapted at the time of surgery to the diameter of the nerve injured. In this work, scaffolds were developed to form filled nerve conduits with an inner matrix with unidirectional channels covered by a multidirectional pore zone. Collagen type I dispersions (5 mg/g and 8 mg/g) were sequentially frozen using different methods to obtain six laminar scaffolds (P1 to P5) formed by a unidirectional (U) pore/channel zone adjacent to a multidirectional (M) pore zone. The physicochemical and microstructural properties of the scaffolds were determined and compared, as well as their biodegradability, residual glutaraldehyde and cytocompatibility. Also, the Young’s modulus of the conduits made by rolling up the bizonal scaffolds from the unidirectional to the multidirectional zone was determined. Based on these comparisons, the proliferation and differentiation of hASC were assessed only in the P3 scaffolds. The cells adhered, aligned in the same direction as the unidirectional porous fibers, proliferated, and differentiated into Schwann-like cells. Adjustable conduits made with the P3 scaffold were implanted in rats 10 mm sciatic nerve lesions to compare their performance with that of autologous sciatic nerve grafted lesions. The in vivo results demonstrated that the tested conduit can be adapted to the diameter of the nerve stumps to guide their growth and promote their regeneration.