Hybrid matrix grafts to favor tissue regeneration in rabbit femur bone lesions

DESARROLLO Y CRECIMIENTO FEMORAL DE CONEJAS DE LA LÍNEA NEW ZEALAND

En este proyecto se investigan los cambios que acontecen en el desarrollo y crecimiento de conejos hembras de la línea New Zealand (CoNZ) en sus huesos femorales. Los animales fueron mantenidas en jaulas individuales desde las 2 semanas de edad, con comida  y agua ad libitum y se sacrificaron en tiempos mensualmente consecutivos: 1, 2, 3, 4, 5, y 6 meses. Tras la obtención de las piezas femorales, y a partir de estudios imagenológicos se  determinaron los ángulos del cuello femoral (Af), la longitud total (L), la densidad mineral ósea total, del centro óseo y de la metáfisis femoral (DMOt, DMOco y DMOmf respectivamente), analizándose las variaciones intergrupales por el test Wilcoxon, y corrección de Bonferroni. Se realizaron estudios histológicos de los cortes descalcificados de las piezas femorales. Los análisis sobre los Af mostraron un incremento significativo durante el primer mes mientras que L se estabilizó a partir del 4to mes. Los valores de DMOt mostraron un plateau a partir del cuarto mes, si bien las DMOco y DMOmf ya a partir del tercer mes no mostraron incrementos significativos. Histológicamente se observó para el cuarto mes ausencia de las diferentes zonas características del cartílago de crecimiento metafisiario, con presencia únicamente de un pequeño remanente de células condrales. Desde el quinto mes se observa ausencia total de cartílago, con presencia únicamente de tejido osteoide (TO). La interpretación integrada de los resultados nos permite afirmar, que a partir del cuarto mes de desarrollo, el fémur de CoNZ adquiere características compatibles con un periodo de adultez.

Characterization of Hybrid Bioactive Glass-polyvinyl Alcohol Scaffolds Containing a PTHrP-derived Pentapeptide as Implants for Tissue Engineering Applications

Hybrid foam (BG-PVA) with 50 % Bioactive glass (BG) and 50 % polyvinyl alcohol (PVA) was prepared by sol-gel process to produce scaffolds for bone tissue engineering. The pore structure of hydrated foams was evaluated by 3-D confocal microscopy, confirming 70% porosity and interconnected macroporous network. In this study, we assessed the putative advantage of coating with osteostatin pentapeptide into BG-PVA hybrid scaffolds to improve their bioactivity. In vitro cell culture experiments were performed using mouse pre-osteoblastic MC3T3-E1 cell line. The exposure to osteostatin loaded-BG-PVA scaffolds increase cell proliferation in contrast with the unloaded scaffolds. An in vivo study was selected to implant BG-PVA scaffolds, non-coated (Group A) or coated (Group B) with osteostatin into non critical bone defect at rabbit femur. Both groups showed new compact bone formation on implant surface, with lamellae disposed around a haversian canal forming osteons-like structure. We observed signs of inflammation around the implanted unloaded scaffold at one month, but resolved at 3 months. This early inflammation did not occur in Group B; supporting the notion that osteostatin may act as anti-inflammatory inhibitor. On the other hand, Group B showed increased bone formation, as depicted by many new trabeculae partly mineralized in the implant regenerating area, incipient at 1 month and more evident at 3 months after implantation. PVA/BG hybrid scaffolds present a porous structure suitable to support osteoblast proliferation and differentiation. Our in vitro and in vivo findings indicate that osteostatin coating improves the osteogenic features of these scaffolds.