RESUMEN
SUMMARY: Spinal cord regeneration after mechanical injury is one of the most difficult biomedical problems. This article evaluates the effect of poly(N-[2-hydroxypropyl]-methacrylamide) hydrogel (PHPMA-hydrogel) on spinal cord regeneration in young rats after lateral spinal cord hemi-excision (laceration) at the level of segments T12-T13 (TrGel group). The locomotor function score (FS) and the paretic hindlimb spasticity score (SS) were assessed according to Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) and Ashworth scales, respectively, and compared to a group of animals with no matrix implanted (Tr group). Regeneration of nerve fibers at the level of injury was evaluated at ~5 months after spinal cord injury (SCI). One week after the SCI induction, the FS on the BBB scale was 0.9±0.5 points in the Tr group and 3.6±1.2 points in the TrGel group. In the Tr group, the FS in 5 months was significantly lower than in 2 weeks after SCI, while no significant changes in FS were detected in the TrGel group over the entire observation period. The final FS was 0.8±0.3 points in the Tr group and 4.5±1.8 points in the TrGel group. No significant changes in SS have been observed in the TrGel group throughout the experiment, while the Tr group showed significant increases in SS at 2nd week, 6th week, 3th month and 5th month. The SS in 5 months was 3.6±0.3 points on the Ashworth scale in the Tr group and 1.8±0.7 points in the TrGel group. Throughout the observation period, significant differences in FS between groups were observed only in 5 weeks after SCI, whereas significant differences in SS were observed in 2, 3 and 6-8 weeks post-injury. Glial fibrous tissue containing newly formed nerve fibers, isolated or grouped in small clusters, that originated from the surrounding spinal cord matter have been found between the implanted hydrogel fragments. In conclusion, PHPMA-hydrogel improves recovery of the hindlimb locomotor function and promotes regenerative growth of nerve fibers. Further research is needed to clarify the mechanism of this PHPMA-hydrogel effect.
RESUMEN: La regeneración de la médula espinal después de una lesión mecánica es uno de los problemas biomédicos más difíciles. Este artículo evalúa el efecto del hidrogel de poli (N- [2-hidroxipropil] -metacrilamida) (PHPMA-hidrogel) sobre la regeneración de la médula espinal en ratas jóvenes después de la hemiescisión lateral de la médula espinal (lesión) a nivel de los segmentos T12 - T13 (Grupo TrGel). La puntuación de la función locomotora (FS) y la puntuación de espasticidad parética de las patas traseras (SS) se evaluaron de acuerdo con las escalas de Basso- Beattie-Bresnahan (BBB) y Ashworth, respectivamente, y se compararon con un grupo de animales sin matriz implantada (grupo Tr). Se evaluó la regeneración de las fibras nerviosas al nivel de la lesión ~ 5 meses después de la lesión de la médula espinal (LME). Una semana después de la inducción de SCI, el FS en la escala BBB fue 0,9 ± 0,5 puntos en el grupo Tr y 3,6 ± 1,2 puntos en el grupo TrGel. En el grupo Tr, el FS en 5 meses fue significativamente menor que en 2 semanas después de SCI, mientras que no se detectaron cambios significativos en FS en el grupo TrGel durante el período de observación. El FS final fue de 0,8 ± 0,3 puntos en el grupo Tr y de 4,5 ± 1,8 puntos en el grupo TrGel. No se han obser- vado cambios significativos en SS en el grupo TrGel durante el experimento, mientras que el grupo Tr mostró aumentos significativos en SS en la 2ª semana, 6ª semana, 3º mes y 5º mes. La SS en 5 meses fue de 3,6 ± 0,3 puntos en la escala de Ashworth en el grupo Tr y de 1,8 ± 0,7 puntos en el grupo TrGel. A lo largo del período de observación, se observaron diferencias significativas en FS entre los grupos solo en 5 semanas después de la LME, mientras que se observaron diferencias significativas en SS en 2, 3 y 6-8 semanas después de la lesión. Entre los fragmentos de hidrogel implantados se observó tejido fibroso glial que contenía fibras nerviosas recién formadas, aisladas o agrupadas en pequeños grupos, que se originaban a partir de la materia de la médula espinal circundante. En conclusión, PHPMA-hydrogel mejora la recuperación de la función locomotora de las patas traseras y promueve el crecimiento regenerativo de las fibras nerviosas. Se requieren más estudios para aclarar el mecanismo del efecto de hidrogel PHPMA.
Asunto(s)
Animales , Ratas , Polihidroxietil Metacrilato/administración & dosificación , Traumatismos de la Médula Espinal/terapia , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/administración & dosificación , Traumatismos de la Médula Espinal/fisiopatología , Ratas Wistar , Recuperación de la Función/efectos de los fármacos , Modelos Animales de Enfermedad , Regeneración de la Medula Espinal/efectos de los fármacosRESUMEN
Purpose: This study aimed to elaborate a hydrogel constituted by carboxymethyl chitosan (CMC), hyaluronic acid (HA) and silver (Ag) and to evaluate its healing effect on partial-thickness burn wounds experimentally induced in rats. Methods: CMC was obtained by chitosan reacting with monochloroacetic acid. The carboxymethylation was confirmed by Fourier-transform infrared spectroscopy and hydrogen nuclear magnetic resonance (NMR). Scanning electron microscopy was used to determine the morphological characteristics of chitosan and CMC. After the experimental burn wound induction, the animals (n = 126) were treated with different CMC formulations, had their occlusive dressings changed daily and were followed through 7, 14 and 30 days. Morphometric, macroscopic and microscopic aspects and collagen quantification were evaluated. Results: Significative wound contraction, granulation tissue formation, inflammatory infiltration and collagen fibers deposit throughout different phases of the healing process were observed in the CMC hydrogels treated groups. Conclusion: The results showed that, in the initial phase of the healing process, the most adequate product was the CMC/HA/Ag association, while in the other phases the CMC/HA association was the best one to promote the healing of burn wounds.(AU)
Asunto(s)
Animales , Ratas , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/uso terapéutico , Cicatrización de Heridas/efectos de los fármacos , Quemaduras/terapiaRESUMEN
The purpose is to estimate the oxygen diffusion coefficient and the relaxation time of the cornea with respect to the oxygen tension at the cornea-tears interface. Both findings are discussed. From the experimental data provided by Bonanno et al., the oxygen tension measurements in vivo for human cornea-tears-contact lens (CL), the relaxation time of the cornea, and their oxygen diffusion coefficient were obtained by numerical calculation using the Monod-kinetic model. Our results, considering the relaxation time of the cornea, observe a different behavior. At the time less than 8 s, the oxygen diffusivity process is upper-diffusive, and for the relaxation time greater than 8 s, the oxygen diffusivity process is lower-diffusive. Both cases depend on the partial pressure of oxygen at the entrance of the cornea. The oxygen tension distribution in the cornea-tears interface is separated into two different zones: one for conventional hydrogels, which is located between 6 and 75 mmHg, with a relaxation time included between 8 and 19 s, and the other zone for silicone hydrogel CLs, which is located at high oxygen tension, between 95 and 140 mmHg, with a relaxation time in the interval of 1.5-8 s. It is found that in each zone, the diffusion coefficient varies linearly with the oxygen concentration, presenting a discontinuity in the transition of 8 s. This could be interpreted as an aerobic-to-anaerobic transition. We attribute this behavior to the coupling formalism between oxygen diffusion and biochemical reactions to produce adenosine triphosphate. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res Part B: Appl Biomater 108B:14-21, 2020.
Asunto(s)
Lentes de Contacto Hidrofílicos , Córnea/metabolismo , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/farmacología , Modelos Biológicos , Oxígeno/metabolismo , Córnea/patología , Difusión , Humanos , LágrimasRESUMEN
A alface é uma hortaliça bastante exigente em água, o que pode limitar sua produção em regiões com carência hídrica. Assim, o uso de tecnologias que permitam a maximização do uso da água nessas áreas se faz necessária. Nesse sentido, objetivou-se avaliar o crescimento e produção da alface utilizando diferentes reposições hídricas e polímero hidroretentor. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em delineamento em blocos com tratamentos ao acaso, utilizando-se esquema fatorial 4 x 2 + 2, referentes as seguintes lâminas de irrigação (100%; 80%; 60%; 40% da capacidade de campo), e dois volumes de polímero hidroretentor (50 e 25 mL por planta), além de duas testemunhas, com quatro repetições. Foram determinadas a altura da planta; diâmetro da cabeça; número de folhas por planta; massa fresca e massa da matéria seca da parte aérea (caule + folhas). Observou-se efeito da lâmina de irrigação sob todas as características analisadas, no entanto, não se registrou efeito significativo das doses de polímero hidroretentor. A alface apresenta maior crescimento e produtividade com a lâmina de água de 100% da capacidade de campo.
Lettuce is a very demanding vegetable in water, which may limit its production in regions with water shortage. Thus, the use of technologies that maximize the use of water in these areas is necessary. In this sense, the objective was to evaluate the growth and yield of lettuce using different water replacements and hydroretentor polymer. The experiment was carried out in a greenhouse in a randomized block design using a 4 x 2 + 2 factorial scheme, referring to the following irrigation depths (100%; 80%; 60%; 40% of field capacity). ), and two volumes of hydroretentor polymer (50 and 25 mL per plant), plus two controls, with four replications. Plant height was determined; head diameter; number of leaves per plant; fresh mass and dry matter mass of shoot (stem+ leaves). Irrigation depth effect was observed under all the characteristics analyzed, however, there was no significant effect of hydroretentor polymer doses. Lettuce has higher growth and productivity with the water depth of 100% of field capacity.
Asunto(s)
Lactuca/crecimiento & desarrollo , 24444 , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/administración & dosificación , Uso Eficiente del Agua/métodosRESUMEN
A alface é uma hortaliça bastante exigente em água, o que pode limitar sua produção em regiões com carência hídrica. Assim, o uso de tecnologias que permitam a maximização do uso da água nessas áreas se faz necessária. Nesse sentido, objetivou-se avaliar o crescimento e produção da alface utilizando diferentes reposições hídricas e polímero hidroretentor. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em delineamento em blocos com tratamentos ao acaso, utilizando-se esquema fatorial 4 x 2 + 2, referentes as seguintes lâminas de irrigação (100%; 80%; 60%; 40% da capacidade de campo), e dois volumes de polímero hidroretentor (50 e 25 mL por planta), além de duas testemunhas, com quatro repetições. Foram determinadas a altura da planta; diâmetro da cabeça; número de folhas por planta; massa fresca e massa da matéria seca da parte aérea (caule + folhas). Observou-se efeito da lâmina de irrigação sob todas as características analisadas, no entanto, não se registrou efeito significativo das doses de polímero hidroretentor. A alface apresenta maior crescimento e produtividade com a lâmina de água de 100% da capacidade de campo. (AU)
Lettuce is a very demanding vegetable in water, which may limit its production in regions with water shortage. Thus, the use of technologies that maximize the use of water in these areas is necessary. In this sense, the objective was to evaluate the growth and yield of lettuce using different water replacements and hydroretentor polymer. The experiment was carried out in a greenhouse in a randomized block design using a 4 x 2 + 2 factorial scheme, referring to the following irrigation depths (100%; 80%; 60%; 40% of field capacity). ), and two volumes of hydroretentor polymer (50 and 25 mL per plant), plus two controls, with four replications. Plant height was determined; head diameter; number of leaves per plant; fresh mass and dry matter mass of shoot (stem+ leaves). Irrigation depth effect was observed under all the characteristics analyzed, however, there was no significant effect of hydroretentor polymer doses. Lettuce has higher growth and productivity with the water depth of 100% of field capacity.(AU)
Asunto(s)
Lactuca/crecimiento & desarrollo , 24444 , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/administración & dosificación , Uso Eficiente del Agua/métodosRESUMEN
Objetivou-se avaliar a associação do uso de hidrogel e utilização da adubação nitrogenada na cultura do tomateiro de mesa. Foi conduzido um experimento, no Instituto Federal Goiano -Campus Morrinhos. As plantas foram conduzidas verticalmente utilizando-se fitilhos como suporte e mantendo-se oito cachos por planta. O delineamento experimental adotado foi o de blocos com os tratamentos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em parcelas subdivididas duas aplicações (com e sem gel hidroretentor) e quatro adubações nitrogenadas (0; 180; 360 e 540 kg ha-1). As adubações de cobertura foram realizadas aos 25; 40; 55; 70; 85; 100 e 115 dias após o transplantio das mudas, respectivamente. Verificou-se que a fonte de variação hidrogel ocorreu efeito significativos, no diâmetro do caule final, matéria verde e textura do fruto. Para o fator doses de nitrogênio, os resultados apontam incrementos nas características clorofila na região basal, média e apical da planta, diâmetro do caule final, matéria seca e verde, número de frutos médios, peso por quilograma de frutos médios na área útil, taxa de crescimento absoluto par altura da planta e produtividade por hectare. A aplicação do gel hidroretentor não influenciou na produção do tomateiro de mesa cv. Santy.
The objective of this study was to evaluate the association between hydrogel use and nitrogen fertilization in tomato crop. An experiment was conducted at the Federal Institute Goiano - Campus Morrinhos. The plants were conducted vertically using strips for support and maintaining eight bunches per plant. The experimental design was a randomized complete block design with four replications. The treatments were arranged in split plots, two applications (with and without hydrochloridating gel) and four nitrogen fertilizers (0; 180; 360 and 540 kg ha-1). Topdressing was performed at 25; 40; 55; 70; 85; 100 and 115 days after seedling transplantation, respectively. It was found that the source of hydrogel variation had significant effect on the final stem diameter, green matter and fruit texture. For the nitrogen dose factor, the results indicate increases in the chlorophyll characteristics in the basal, medium and apical region of the plant, final stem diameter, dry matter and green matter, number of average fruits, weight per kilogram of average fruits in the useful area, rate. of absolute growth for plant height and productivity per hectare.
Asunto(s)
Análisis del Suelo , Clorofila/análisis , 24444 , Fertilizantes/análisis , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , Solanum lycopersicum/crecimiento & desarrollo , NitrógenoRESUMEN
Objetivou-se avaliar a associação do uso de hidrogel e utilização da adubação nitrogenada na cultura do tomateiro de mesa. Foi conduzido um experimento, no Instituto Federal Goiano -Campus Morrinhos. As plantas foram conduzidas verticalmente utilizando-se fitilhos como suporte e mantendo-se oito cachos por planta. O delineamento experimental adotado foi o de blocos com os tratamentos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos foram dispostos em parcelas subdivididas duas aplicações (com e sem gel hidroretentor) e quatro adubações nitrogenadas (0; 180; 360 e 540 kg ha-1). As adubações de cobertura foram realizadas aos 25; 40; 55; 70; 85; 100 e 115 dias após o transplantio das mudas, respectivamente. Verificou-se que a fonte de variação hidrogel ocorreu efeito significativos, no diâmetro do caule final, matéria verde e textura do fruto. Para o fator doses de nitrogênio, os resultados apontam incrementos nas características clorofila na região basal, média e apical da planta, diâmetro do caule final, matéria seca e verde, número de frutos médios, peso por quilograma de frutos médios na área útil, taxa de crescimento absoluto par altura da planta e produtividade por hectare. A aplicação do gel hidroretentor não influenciou na produção do tomateiro de mesa cv. Santy.(AU)
The objective of this study was to evaluate the association between hydrogel use and nitrogen fertilization in tomato crop. An experiment was conducted at the Federal Institute Goiano - Campus Morrinhos. The plants were conducted vertically using strips for support and maintaining eight bunches per plant. The experimental design was a randomized complete block design with four replications. The treatments were arranged in split plots, two applications (with and without hydrochloridating gel) and four nitrogen fertilizers (0; 180; 360 and 540 kg ha-1). Topdressing was performed at 25; 40; 55; 70; 85; 100 and 115 days after seedling transplantation, respectively. It was found that the source of hydrogel variation had significant effect on the final stem diameter, green matter and fruit texture. For the nitrogen dose factor, the results indicate increases in the chlorophyll characteristics in the basal, medium and apical region of the plant, final stem diameter, dry matter and green matter, number of average fruits, weight per kilogram of average fruits in the useful area, rate. of absolute growth for plant height and productivity per hectare.(AU)
Asunto(s)
24444 , Solanum lycopersicum/crecimiento & desarrollo , Análisis del Suelo , Fertilizantes/análisis , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , Nitrógeno , Clorofila/análisisRESUMEN
The incorporation of the hydrogel into the substrate used in the forest nursery promotes improvements in its physical-chemical attributes. However, several factors influence the hydrogel efficiency, such as the increase of salts, promoted by fertilizer of the substrate. Therefore, this study aimed to evaluate the effects of the incorporation of fertilizer levels and hydrogel doses on the physical-chemical attributes of a substrate to produce forest seedlings. Different levels of basic fertilizer commonly used in the nursery (100%, 50% and 0%) and different doses of the hydrogel (0, 1, 2 and 3 g L-1) were incorporated into the substrate Tropstrato Florestal®, consisting of 12 treatments in a 3 x 4 factorial scheme. A sample of the substrate in each treatment was sent for analysis of its physical and chemical attributes. To evaluate the effect of the treatments on the physical-chemical attributes of the substrate, was used the multivariate principal components analyses. The levels of fertilizer and hydrogel doses were correlated with the attributes of the substrates obtained in each treatment. The incorporation of different fertilizer levels and hydrogel doses to the substrate modified their chemical and physical attributes. Fertilizers have influenced mainly the chemical attributes of the substrate, whereas hydrogels have influenced the physical attributes, mainly those related to water retention capacity and availability.
A incorporação do hidrogel ao substrato utilizado no viveiro florestal promove melhorias em seus atributos físico-químicos. Porém vários fatores influenciam na eficiência do hidrogel, como o aumento de sais, promovido pela adubação do substrato. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da incorporação de níveis de adubação e doses de hidrogel sobre os atributos físico-químicos de um substrato para a produção de mudas florestais. Foram incorporados ao substrato Tropstrato Florestal® diferentes níveis da adubação de base comumente utilizada no viveiro (100%, 50% e 0%) e diferentes doses do hidrogel (0, 1, 2 e 3 g L-1), consistindo em 12 tratamentos em esquema fatorial 3 x 4. Uma amostra do substrato em cada tratamento foi encaminhada para análise de seus atributos físicos e químicos. Para avaliar o efeito dos tratamentos sobre os atributos físico-químicos do substrato foi utilizada a análise multivariada de componentes principais. Os níveis de adubação e doses de hidrogel foram correlacionados com os atributos dos substratos obtidos em cada tratamento. A incorporação de diferentes níveis de adubação e doses de hidrogel ao substrato modificaram seus atributos químicos e físicos. A adubação influenciou principalmente os atributos químicos do substrato, enquanto que o hidrogel os atributos físicos, principalmente os relacionados à capacidade de retenção e disponibilidade de água.
Asunto(s)
Sustratos para Tratamiento Biológico , Agricultura Forestal , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , Reservorios de AguaRESUMEN
ABSTRACT: The objective of this study was to compare the polymerization shrinkage of Eclipse photopolymerization resin for prosthesis based on urethane dimethacrylate (UDMA) with that of three heat-cured acrylic resins based on polymethyl methacrylate (PMMA) after the polymerization process and immersion in water. A total of 40 prostheses were fabricated on a standard metallic upper edentulous model: group 1, Eclipse; group 2, Triplex hot; group 3, Veracril; and group 4, Lucitone 199. Subsequently, the polymerization contraction was tested using a microscope in which measurements were made in micrometres at 3 points located in the middle parts of the right and left sides and the middle part of the palate at three time points once the prosthesis was completed, after 30 days of immersion in water for 8 hours a day at a temperature of 37 °C, and after cutting the prosthesis at the level of the second premolar. ANOVA revealed that the contraction of the polymerization no statistically significant differences between the groups, (P> 0.05). The type of resin and its interaction with the processing method behaves similarly for all test resins. The Veracril heat-cured resin obtained the lowest contraction value in the three measurements (mm) and the highest value was obtained with the Eclipse photopolymerization resin. The Eclipse resin exhibited no lower polymerization shrinkage compared to conventional acrylic resins based on polymethyl methacrylate (PMMA), however it was not significantly affected by immersion in water.
RESUMEN: El objetivo de este estudio fue comparar la contracción de polimerización de la resina de fotopolimerización Eclipse para prótesis basadas en dimetacrilato de uretano (UDMA) con la de tres resinas acrílicas curadas con calor a base de polimetacrilato de metilo (PMMA) después del proceso de polimerización e inmersión en agua. Se fabricaron un total de 40 prótesis en un modelo edéntulo superior metálico estándar: grupo 1, Eclipse; grupo 2, triplex caliente; grupo 3, veracril; y grupo 4, Lucitone 199. Posteriormente, la contracción de la polimerización se probó utilizando un microscopio en el que se realizaron mediciones en micrometros en 3 puntos ubicados en las partes medias de los lados derecho e izquierdo y la parte media del paladar en tres puntos de tiempo una vez la prótesis se completó, después de 30 días de inmersión en agua durante 8 horas al día a una temperatura de 37 °C, y después de cortar la prótesis a nivel del segundo premolar. ANOVA reveló que la contracción de la polimerización no presenta diferencias estadísticamente significativas entre los grupos, (P> 0,05). El tipo de resina y su interacción con el método de procesamiento se comportan de manera similar para todas las resinas de prueba. La resina curada con calor Veracril obtuvo el valor de contracción más bajo en las tres mediciones (mm) y el valor más alto se obtuvo con la resina de fotopolimerización Eclipse. La resina Eclipse no mostró una contracción de polimerización menor en comparación con las resinas acrílicas convencionales basadas en polimetilmetacrilato (PMMA), sin embargo, no se vio afectada significativamente por la inmersión en agua.
Asunto(s)
Resinas Compuestas/química , Cementos de Resina/química , Análisis del Estrés Dental/métodos , Bases para Dentadura , Polimerizacion , Resinas Acrílicas , Técnicas In Vitro , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , Análisis del Estrés Dental/instrumentaciónRESUMEN
Una significativa cantidad de adultos jóvenes activos sufre lesiones condrales focales. Estas lesiones, si no se tratan, pueden progresar hacia la artrosis, que es una de las principales enfermedades musculoesqueléticas debilitantes y de gran carga económica que afectan a toda sociedad. Pese a los tratamientos quirúrgicos disponibles para la reparación de defectos condrales focales sintomáticos que mejoran la calidad de vida a mediano plazo, hay un mayor riesgo de progresión hacia la artrosis prematura. Los tratamientos biológicos (células madre, bioingeniería tisular) han avanzado a grandes pasos en los últimos años. La bioingeniería es un área que ha progresado en la regeneración de cartílago articular y que potencialmente podría progresar en el terreno de tratamientos articulares, promoviendo la regeneración y evitando la degeneración. Las células madre y los hidrogeles pueden proveer un tejido símil biológico de comportamiento dinámico-funcional equivalente que induce la regeneración tisular al ser degradado y reemplazado gradualmente. El abordaje consiste en colocar un hidrogel precursor o un biomaterial tridimensional impreso dentro del defecto condral por ocupar para inducir la regeneración. Esta revisión se focaliza en el uso actual y futuro de hidrogeles y bioimpresión tridimensional para la regeneración de cartílago articular en el tratamiento de lesiones condrales focales y proporciona datos preliminares de dos estudios piloto en animales. Nivel de Evidencia: V
A significant number of young active adults are affected by focal chondral lesions. These lesions, if left untreated, will progress to osteoarthritis (OA). OA is one of the main debilitating musculoskeletal diseases and leads to a high economic and social burden. Despite surgical cartilage repair for focal chondral lesions, which improve patient-reported outcomes at short- and mid-term, there is a risk of early OA progression. Biological treatments (i.e., stem-cell therapy, bioengineering) have made great progress in the last years. Tissue engineering is an evolving field for articular cartilage repair which could potentially be used for the treatment of focal chondral lesions, promoting regeneration and preventing joint surface degeneration. Stem cells and hydrogels may provide a functional, dynamic and biologically equivalent tissue that promotes tissue regeneration while being gradually degraded and replaced. The standard approach to tissue engineering consists in delivering cells within a hydrogel or a three-dimensional printed biomaterial scaffold into the chondral lesion to induce regeneration. This review focuses on the current and future use of hydrogels and tissue scaffold bioprinting for the treatment of focal chondral lesions, and provides preliminary data from two pilot animal studies. Level of Evidence: V
Asunto(s)
Humanos , Regeneración , Cartílago Articular/lesiones , Cartílago Articular/patología , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/uso terapéutico , Ingeniería de Tejidos , Polimerizacion , BioimpresiónRESUMEN
A nanoquitosana (NQ) possui potencial antimicrobiano contra microrganismos causadores de Doenças Transmitidas por Alimentos. Este trabalho busca determinar o efeito antimicrobiano da NQ em hidrogéis para substituir os produtos assépticos e sanitizantes convencionais. O hidrogel de propilenoglicol foi testado em superfície de aço inox em E. coli, apresentando crescimento de 303±53 UFC, inferior ao controle 481,5±62,5 UFC. O gel de PVA foi testado pelo método de disco-difusão contra E. coli, com halo de inibição de 2,7±0,2 cm (NQ 71,43 µg.mL-1) e 2,3±0,3 cm (NQ 142,85 µg.mL-1), e S. typ, com halo de inibição de 3,0±0,2 cm e 2,8±0,2 cm, com NQ 71,43 µg.mL-1 e 142,85 µg.mL-1, respectivamente. Os resultados indicam potencial uso da NQ em produtos sanitizantes, para isso são necessários testes toxicológicos e caracterização das nanoestruturas.
Asunto(s)
Antiinfecciosos/administración & dosificación , Antiinfecciosos/análisis , Nanoestructuras , Quitosano/administración & dosificación , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , Inocuidad de los AlimentosRESUMEN
As Doenças Transmitidas por Alimentos causam diversos problemas de saúde e prejuízos econômicos e tem como principal causa a má manipulação dos alimentos. Portanto, é necessário o uso de estratégias de higiene pessoal e de sanitização das instalações e equipamentos. Pensando nisso, este trabalho apresenta a síntese e análise antimicrobiana por disco-difusão e contagem bacteriana de um gel sanitizante a base de Polietileno Glicol e um hidrogel de PVA com a incorporação de Nanopartículas de Prata (AgNP). Para o primeiro gel, com AgNP, o resultado foi quatro vezes maior que o controle. Para o segundo gel, o aumento na concentração de AgNP garantiu uma maior inibição bacteriana. Os resultados obtidos comprovam a potencialidade deste sanitizante para aplicação industrial, comercial e laboratorial.
Asunto(s)
Antiinfecciosos/administración & dosificación , Antiinfecciosos/análisis , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/administración & dosificación , Nanopartículas , Polietilenglicoles/administración & dosificación , Plata/administración & dosificación , Inocuidad de los AlimentosRESUMEN
As Doenças Transmitidas por Alimentos causam diversos problemas de saúde e prejuízos econômicos e tem como principal causa a má manipulação dos alimentos. Portanto, é necessário o uso de estratégias de higiene pessoal e de sanitização das instalações e equipamentos. Pensando nisso, este trabalho apresenta a síntese e análise antimicrobiana por disco-difusão e contagem bacteriana de um gel sanitizante a base de Polietileno Glicol e um hidrogel de PVA com a incorporação de Nanopartículas de Prata (AgNP). Para o primeiro gel, com AgNP, o resultado foi quatro vezes maior que o controle. Para o segundo gel, o aumento na concentração de AgNP garantiu uma maior inibição bacteriana. Os resultados obtidos comprovam a potencialidade deste sanitizante para aplicação industrial, comercial e laboratorial.(AU)
Asunto(s)
Polietilenglicoles/administración & dosificación , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/administración & dosificación , Plata/administración & dosificación , Nanopartículas , Antiinfecciosos/administración & dosificación , Antiinfecciosos/análisis , Inocuidad de los AlimentosRESUMEN
A nanoquitosana (NQ) possui potencial antimicrobiano contra microrganismos causadores de Doenças Transmitidas por Alimentos. Este trabalho busca determinar o efeito antimicrobiano da NQ em hidrogéis para substituir os produtos assépticos e sanitizantes convencionais. O hidrogel de propilenoglicol foi testado em superfície de aço inox em E. coli, apresentando crescimento de 303±53 UFC, inferior ao controle 481,5±62,5 UFC. O gel de PVA foi testado pelo método de disco-difusão contra E. coli, com halo de inibição de 2,7±0,2 cm (NQ 71,43 µg.mL-1) e 2,3±0,3 cm (NQ 142,85 µg.mL-1), e S. typ, com halo de inibição de 3,0±0,2 cm e 2,8±0,2 cm, com NQ 71,43 µg.mL-1 e 142,85 µg.mL-1, respectivamente. Os resultados indicam potencial uso da NQ em produtos sanitizantes, para isso são necessários testes toxicológicos e caracterização das nanoestruturas.(AU)
Asunto(s)
Quitosano/administración & dosificación , Nanoestructuras , Antiinfecciosos/administración & dosificación , Antiinfecciosos/análisis , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , Inocuidad de los AlimentosRESUMEN
Although phenytoin is an antiepileptic drug used in the oral treatment of epilepsy, its off-label use as a cutaneous healing agent has been studied in recent years due to the frequent reports of gingival hyperplasia after oral administration. However, the cutaneous topical application of phenytoin should prevent percutaneous skin permeation. Therefore, the aim of this study was to evaluate the in vitro skin permeation/retention and in vivo effects of nanocapsules and nanoemulsions loaded with phenytoin and formulated as chitosan hydrogels on the healing process of cutaneous wounds in rats. The hydrogels had adequate pH values (4.9-5.6) for skin application, drug content of 0.025% (w/w), and non-Newtonian pseudoplastic rheological behaviour. Hydrogels containing nanocapsules and nanoemulsions enabled improved controlled release of phenytoin and adhesion to skin, compared with hydrogels containing non-encapsulated phenytoin. In vitro skin permeation studies showed that phenytoin permeation to the receptor compartment, and consequently the risk of systemic absorption, may be reduced by nanoencapsulation without any change in the in vivo performance of phenytoin in the wound healing process in rats.
Asunto(s)
Quitosano , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , Nanocápsulas , Fenitoína , Absorción Cutánea/efectos de los fármacos , Cicatrización de Heridas/efectos de los fármacos , Heridas y Lesiones/tratamiento farmacológico , Administración Tópica , Animales , Quitosano/química , Quitosano/farmacocinética , Quitosano/farmacología , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/química , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/farmacocinética , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/farmacología , Masculino , Nanocápsulas/química , Nanocápsulas/uso terapéutico , Fenitoína/química , Fenitoína/farmacocinética , Fenitoína/farmacología , Ratas , Ratas Wistar , Porcinos , Heridas y Lesiones/metabolismoRESUMEN
To study the effects of some new facilitators on the vegetative and morphological traits of Thymus kotschyanus, nine treatments were tested in the experimental rangeland field at the University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. Treatments included control, potassium silicate nanoparticles (PSN) with two levels of 500 and 1000 mg/lit, superabsorbent hydrogel (SH) with two levels of 10 and 30 g/kg, animal manure (AM) with two levels of 100, 200 g/kg, and effective microorganisms (EM) with two levels of 1 and 2%. Data were subjected to one-way analysis of variance (ANOVA). Results of mean comparisons of treatments for Thymus kotschyanus characteristics showed that the highest amount of studied traits were observed in the treated SH 30 g/kg. These traits include plant height (19.44 cm), basal area (4.66 cm), canopy cover (99.11%), number of secondary branches (9.44) and depth of rooting (16.49 cm), aerial parts volume (26.77 cm3), root volume (17.66 cm3), aerial parts fresh weight (14.40 g), aerial parts dry weight (7.18 g), root fresh weight (3.98 g), and root dry weight (2.07 g). In general, the impact of treatments on Thymus growth traits were ranked as follows: SH 30 g/kg, PSN 1000 mg/lit, AM 200 g/kg, SH 10 g/kg, PSN 500 mg/lit, AM 100 g/kg, EM 2%, and EM 1%. In addition,the lowest plant traits were found in control. Overall, it is recommended extending the cultivation of this native medicinal plant by considering ecological conditions in each region. In addition, to promote the establishment and facilitate the growth of planted species, it is recommended using the facilitators utilized in the present work.
Para estudar os efeitos de alguns novos facilitadores sobre as características vegetativas e morfológicas de Thymus kotschyanus L., nove tratamentos foram testados no campo experimental de pastagens na Universidade de Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Irã. Os tratamentos incluíram controle, nanopartículas de silicato de potássio (PSN) com dois níveis de 500 e 1000 mg/L, hidrogel superabsorvente (SH) com dois níveis de 10 e 30 g/kg, esterco animal (AM) com dois níveis de 100 e 200 g/kg e microorganismos efetivos (EM) com dois níveis de 1 e 2%. Os dados foram submetidos a uma análise de variância unidirecional (ANOVA). Os resultados das comparações médias dos tratamentos para as características de Thymus kotschyanus L. mostraram que a maior quantidade das características estudadas foi observada no tratamento com SH 30 g/kg. Essas características incluem altura de plantas (19,44 cm), área basal (4,66 cm), cobertura de dossel (99,11%), número de ramos secundários (9,44) e profundidade de enraizamento (16,49 cm), volume de partes aéreas (26,77 cm3), volume de raiz (17,66 cm3), peso fresco de partes aéreas (14,40 g), peso seco de partes aéreas (7,18 g), peso fresco de raiz (3,98 g) e peso seco de raiz (2,07 g). Em geral, o impacto dos tratamentos nas características de crescimento de Thymus foi classificado da seguinte forma: SH 30 g/kg, PSN 1000 mg/L, AM 200 g/kg, SH 10 g/kg, PSN 500 mg/L, AM 100 g/kg, EM 2% e EM 1%. Além disso, as características mais baixas da planta foram encontradas no controle. Em geral, recomenda-se estender o cultivo desta plantamedicinal nativa considerando as condições ecológicas em cada região. Além disso, para promover o estabelecimento e facilitar o crescimento de espécies plantadas, recomenda-se utilizar os facilitadores utilizados no presente trabalho.
Asunto(s)
Plantas Medicinales , Thymus (Planta) , Nanoestructuras , Sequías , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato , EstiércolRESUMEN
Os implantes utilizados para regeneração tecidual ainda falham na tentativa de mimetizar as propriedades da matriz extracelular (ECM), o que compromete a viabilidade e aplicabilidade do material. Além disso, permanece o desafio de desenvolver um método de aplicação minimamente invasivo para evitar danos teciduais adicionais (Badylak et al., 2015; Crapo et al., 2011; Xing et al., 2014). Assim, o objetivo do projeto é desenvolver um hidrogel injetável composto de ECM de pericárdio, tendão e osso bovino enzimaticamente digerida e reticulada com glutaraldeído, ésteres ativados de NHS e derivados de polietilenoglicol (PEG). O protocolo de digestão foi modificado de Willians (Williams et al., 2015), utilizando tripsina, pepsina e colagenase. A quantificação de GAGs e peptídeos mostrou que, independentemente do substrato e enzima utilizados, o processo em etapas gerou uma maior concentração de estruturas em relação ao processo contínuo. Adicionalmente, a análise de dicroísmo circular mostrou que o processo em etapas preservou mais estruturas secundárias. O perfil proteico das ECMs foi analisado como descrito em Flores (Flores et al., 2016), e foi verificado que ele é altamente diverso e tecido - específico. A ECM do pericárdio possui 94 tipos diferentes de proteínas, seguidas pela ECM do tendão (48) e pela ECM óssea (35), sendo o colágeno α1 (1) e o colágeno α2 (1) presentes em todas elas. Além disso, os produtos digeridos ECMp aumentaram a proliferação e diferenciação de células-tronco mesenquimais da medula óssea a osteoblastos maduros. A cinética do processo de gelificação, bem como as propriedades mecânicas do gel são dependentes do tipo de agente reticulante, assim como da concentração da gelatina. Este novo material é altamente personalizável e adaptável à aplicação biológica desejada
The implants used for tissue regeneration still fail to mimic properties of extracellular matrix. It compromises the material viability and applicability. Furthermore, the challenge to manufacture a minimally invasive delivery system for it to avoid extra tissue damage still remains (Badylak et al., 2015; Crapo et al., 2011; Xing et al., 2014). Thus, the project goal is to develop an injectable hydrogel composed of pericardium, tendon and bovine bone ECM enzymatically digested and crosslinked with glutaraldehye, activated esters of NHS and polyethylene glycol (PEG) derivatives. The digestion protocol was modified from Willians (Williams et al., 2015), using trypsin, pepsin and collagenase as lytic enzymes. GAGs and peptides quantification showed that regardless of the substrate and enzyme, the stepwise process yields a higher amount of GAGs and peptides in comparison with the continuous process. In addition, circular dicroism analysis showed that the stepwise process preserves more secondary structures of proteins. ECMs protein profile was analyzed as in Flores (Flores et al., 2016) and verified that it is the highly diverse and tissue-specific. Pericardium ECM has 94 different types of proteins, followed by tendon ECM (48) and bones ECM (35), being collagen α1(1) and collagen α2(1) present in all of them. Furthermore, the ECMp digested products enhanced bone marrow mesenchymal stem cells proliferation and differentiation in mature osteoblast. The kinetics of the gelification process, as well as mechanical properties of the gel is dependent of the type of crosslinker and concentration of gelatin. This new material is highly customizable and adaptable to the biological application
Asunto(s)
Ingeniería de Tejidos/tendencias , Regeneración Tisular Dirigida/clasificación , Matriz Extracelular , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/análisisRESUMEN
Os atuais avanços no desenvolvimento de biomateriais caminham para 2 áreas promissoras: a de regeneração tecidual e a de entrega controlada de fármacos. Assim, o presente estudo objetivou a síntese e caracterização de diferentes matrizes (fibras e hidrogel) à base de quitosana, a fim de se obter materiais biomiméticos para atuação em ambas áreas. Para regeneração, delineou-se a síntese de um arcabouço de fibras de quitosana com e sem cristais de nanohidroxiapatita onde, para isso, foram eletrofiadas soluções de quitosana (Ch) e de quitosana com nanohidroxiapatita (ChHa). Os espécimes de Ch apresentaram maior homogeneidade e maior diâmetro médio de fibras (690 ± 102 nm) que ChHa (358 ± 49 nm). No teste de viabilidade celular e na atividade da fosfatase alcalina não houve diferença estatística entre os grupos experimentais (Ch e ChHa), porém ambos diferiram do grupo controle (p < 0,001). Para o âmbito de liberação de fármacos, sintetizou-se, pela técnica de emulsão, dois tipos de hidrogéis: o primeiro, uma mistura da fase aquosa da solução de Ch (1 mL) e da solução de DNA (1 mL) (1:1) e o segundo, mistura da fase aquosa da solução de Ch (1 mL) e solução de Pectina (1 mL) (1:1). Ambas misturas foram realizadas em álcool benzílico (5 mL) com instrumento de dispersão de alto desempenho (31-34000 rpm min-1 por 5 min). Após a obtenção dos géis, 20mg de cada grupo foram imersos em uma solução aquosa de Própolis Verde (PV), na concentração de 70 µg/mL por 2 h e a cinética de liberação do PV foi analisada a 25 e 37oC em água e saliva artificial. Os espécimes obtidos foram liofilizados e depois caracterizados físicoquimicamente. A presença de pectina e de DNA foi comprovada por FTIR. A sorção de PV induziu uma modificação significativa da superfície do gel. Constatou-se uma separação de fases entre a quitosana e o DNA. A eficiência do encapsulamento não mudou significativamente entre 25 e 37oC. A cinética de liberação na água ou na saliva apresentou um mecanismo de duas etapas. E os resultados biológicos exibiram que esses materiais são aceitáveis no ambiente biológico. Assim, conclui-se que a matriz de fibras de quitosana com nHAp é capaz de promover diferenciação celular e a matriz de hidrogel de quitosana com Pectina ou DNA possui potencial para a liberação controlada de fármacos(AU)
Current advances in biomaterial development are moving to 2 promising areas: tissue regeneration and controlled drug delivery. Thus, the present study aimed the synthesis and characterization of different matrices (fibers and hydrogel) based on chitosan, in order to obtain biomimetic materials for performance in both areas. For regeneration, the synthesis of a scaffold of chitosan fibers with and without nanohydroxyapatite crystals was delineated, where chitosan (Ch) and chitosan with hydroxyapatite (ChHa) solutions were electrospun. Ch specimens presented higher homogeneity and larger mean fiber diameter (690±102nm) than ChHa (358 ± 49nm). In the cell viability test and alkaline phosphatase activity there was no statistical difference between the experimental groups. (Ch and ChHa), but both differed from the control group (p < 0,001). For the drug release scope, two types of hydrogels were synthesized by the emulsion technique: the first, a mixture of the aqueous phase of Ch solution (1 mL) and DNA solution (1 mL) (1:1) and the second, mixture of the aqueous phase of the Ch solution (1mL) and Pectin solution (1 mL) (1:1). Both mixtures were performed in benzyl alcohol (5 mL) with high performance dispersion instrument (31-34000 rpm min-1 for 5 min). After obtaining the gels, 20mg from each group were immersed in an aqueous solution of Propolis Green (PV), at a concentration of 70 µg/mL for 2 h and the release kinetics of PV were analyzed at 25 and 37oC in water and artificial saliva. The obtained specimens were lyophilized and then physically-chemically characterized. The presence of pectin and DNA was confirmed by FTIR. PV sorption induced a significant modification of the gel surface. A phase separation was found between chitosan and DNA. Encapsulation efficiency did not change significantly between 25 and 37oC. The release kinetics in water or saliva presented a two-step mechanism. And the biological results showed that these materials are acceptable in the biological environment. Thus, it is concluded that the nHAp chitosan fiber matrix is capable of promoting cell differentiation, whereas the chitosan hydrogel matrix with Pectin or DNA are potential biomaterials for controlled drug release(AU)
Asunto(s)
Quitosano/administración & dosificación , ADN/sangre , Sistemas de Liberación de Medicamentos/efectos adversos , Hidrogel de Polietilenoglicol-Dimetacrilato/análisis , Nanofibras/provisión & distribuciónRESUMEN
Objective of this study was to evaluate the efficacy of the autolytic debridement promoted by hydrogel with sodium alginate enriched with fatty acids and vitamins A and E in the healing of foot wounds in diabetic patients. A clinical study was conducted at an outpatient clinic of medical specialties. The sample comprised 8 patients supervised for a 3-month period, from April to July 2017, by means of a clinical history, photographic record, planimetry, and classification of the wound severity by the Pressure Ulcer Scale for Healing (PUSH) system. Of the 8 patients supervised, 1 dropped out and 7 were followed up for 12 weeks. Only 2 had complete wound healing, but all presented a reduction of the lesion area of approximately 22.2% and PUSH score of 9.8 to 6.6. This study found that hydrogel showed good results for the treatment of diabetic feet, reducing the area and overall PUSH score of the wounds.