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Artículo de método

Acceso a la citotoxicidad y respuesta celular a los biomateriales

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DOI:

10.3791/61512

8 de julio de 2021

* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Esta metodología tiene como objetivo evaluar la citotoxicidad de biomateriales a través de la preparación de extractos solubles, utilizando ensayos de viabilidad y análisis fenotípicos, incluyendo citometría de flujo, RT-PCR, inmunocitoquímica y otras técnicas de biología celular y molecular.

Resumen

Los biomateriales entran en contacto directo o indirecto con los tejidos humanos, por lo que es importante evaluar su citotoxicidad. Esta evaluación puede realizarse por varios métodos, pero existe una alta discrepancia entre los enfoques utilizados, comprometiendo la reproducibilidad y la comparación entre los resultados obtenidos. En este trabajo, proponemos un protocolo para evaluar la citotoxicidad de los biomateriales utilizando extractos solubles, que utilizamos para biomateriales dentales. Se detalla la preparación de los extractos, desde la producción de pellets hasta su extracción en un medio de cultivo. La evaluación de la citotoxicidad de los biomateriales se basa en la actividad metabólica mediante el ensayo MTT, la viabilidad celular mediante el ensayo de sulforodamina B (SBR), el perfil de muerte celular mediante citometría de flujo y la morfología celular mediante May-Grünwald Giemsa. Además de la evaluación de citotoxicidad, se describe un protocolo para evaluar la función celular basado en la expresión de marcadores específicos evaluados por inmunocitoquímica y PCR. Este protocolo proporciona una guía completa para la evaluación de la citotoxicidad de los biomateriales y los efectos celulares, utilizando la metodología de extractos, de una manera reproducible y robusta.

Introducción

La biocompatibilidad puede definirse como la capacidad de un material para integrar tejido e inducir una respuesta terapéutica favorable, libre de daños locales y sistémicos 1,2,3. La evaluación de la biocompatibilidad es crucial para el desarrollo de cualquier material destinado a uso médico. Por lo tanto, este protocolo proporciona un enfoque sistemático e integral para cada investigador que desee desarrollar nuevos biomateriales o estudiar nuevas aplicaciones para biomateriales existentes.

Las pruebas de citotoxicidad in vitro se utilizan amplia....

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Protocolo

1. Preparación de pellets

  1. Prepare los moldes de cloruro de polivinilo (PVC) realizando orificios de forma circular de dimensiones conocidas en placas de PVC.
    NOTA: Las molduras de PVC se pueden hacer de diferentes tamaños. Calcule la superficie de contacto de los moldes de PVC, utilizando la fórmula A = h (2πr) + 2πr2 (r: radio del cilindro; h: altura del cilindro).
  2. Prepare el biomaterial que se probará de acuerdo con las instrucciones del fabricante y lo más cerca posible del comienzo del experimento.
    NOTA: Para la preparación de biomateriales de formulación de pasta/pasta, una cantidad adecuada de pasta base y catalizador se mezc....

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Resultados

Los resultados representativos aquí se refieren al estudio de los biomateriales dentales. La metodología del extracto permite obtener un perfil de citotoxicidad y función celular después de la exposición a los materiales dentales, en cuanto a los efectos sobre la actividad metabólica (Figura 2), la viabilidad celular, el perfil de muerte celular y la morfología celular (Figura 3), y la expresión de proteínas específicas (Figura 4).<.......

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Discusión

Este protocolo fue diseñado teniendo en cuenta la norma ISO 10993-5, que se refiere a la evaluación de la citotoxicidad in vitro de los biomateriales que entran en contacto con los tejidos, para evaluar la biocompatibilidad y contribuir a los estudios de reproducibilidad21. Esta es una preocupación creciente en la ciencia, y muchos autores ya están siguiendo estas recomendaciones en el diseño experimental de sus estudios in vitro 15,22,23,24,25,26,27,28........

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Divulgaciones

Los autores no tienen intereses financieros contrapuestos u otros conflictos de intereses.

Agradecimientos

Agradecemos el apoyo de GAI 2013 (Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra); CIBB está financiado por Fondos Nacionales a través de FCT (Fundación para la Ciencia y la Tecnología) a través del Proyecto Estratégico UIDB/04539/2020 y UIDP/04539/2020 (CIBB). Agradecemos a Jacques Nör, de la Facultad de Odontología de la Universidad de Michigan, por proporcionar la línea celular MDPC-23.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Etanol absolutoMerck Millipore100983
AccutaseGibcoA1110501StemPro Accutas Reactivo de disociación celular
Anticuerpo ALDHSanta Cruz BiotechnologySC166362
Anexina V FITC BDBiosciences556547
Solución antibiótica antimicóticaSigmaA5955
Ensayo BCAThermo Scientific23225Pierce Kit de ensayo de proteínas BCA
Albúmina sérica bovinaSigmaA9418
CaCl2Sigma10035-04-8
Anticuerpo CD133Miteny Biotec293C3-APCAloficocianina (APC)
CD24 anticuerpoBD Biosciences658331Aloficocianina-H7 (APC-H7)
CD44 anticuerpoBiolegend103020Pacific Blue (PB)
Colador de célulasBD Falcon35234040 µ
M Colagenasa, tipo IVGibco17104-019
cOmplete MiniRoche118 361 700 0
DAB + ChromogenDakoK3468
DithiothreitolSigma43815
DMEM-F12SigmaD8900
DNAse IRoche11284932001
DSP (M-20) Anticuerpo, 1:100Santa Cruz BiotechnologyLS-C20939
ECC-1ATCCCRL-2923Línea celular de adenocarcinoma de endometrio humano
Factor de crecimiento epidérmicoSigmaE9644
Hepes 0.01M SigmaMFCD00006158
Factor de crecimiento de fibroblastos básicoSigmaF0291
Tinción de Giemsa, GS-500 modificadaSigmaMFCD00081642
GlycerolDakoC0563
HemocitómetroVWRHERE1080339
HCC1806ATCCCRL-2335Línea celular de carcinoma de células escamosas mamaria humana
Insulina, transferrina, selenio SoluciónGibco41400045
May-Grü nwald Stain MG500SigmaMFCD00131580
MCF7ATCCHTB-22Línea celular de adenocarcinoma mamario humano
MetilcelulosaAlfaAesar45490
NaClJMGS37040005002212
Conejo policlonal Inmunoglobulinas anticabras / HRP, 1:100DakoG-21234
Poli(2-hidroxietil-metacrilatoSigmaP3932
PutrescinaSigmaP7505
RL95-2ATCCCRL-1671Línea celular de carcinoma de endometrio humano
Ácido desoxicólico sódicoJMSEINECS 206-132-7
Dodecil sulfato de sodioSigma436143
Tampón de sustratoDako926605
TrisJMGS20360000BP152112
Triton-X 100Merck108603
Trypan azulSigmaT8154
Trypsin-EDTASigmaT4049
β Anticuerpo -actina fuerteSigmaA5316

Referencias

  1. Williams, D. F. On the mechanisms of biocompatibility. Biomaterials. 29 (20), 2941-2953 (2008).
  2. Bruinink, A., Luginbuehl, R. Evaluation of biocompatibility using in vitro methods: interpretation and limitations. Advances in Biochemical Engineerin....

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Etiquetas

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