Preparação e caracterização de biotinta de hidrogel biohíbrido 3D à base de grafeno para neuroengenharia periférica

Asli  Pinar Zorba Yildiz; Hakan Darici; Burcak Yavuz; Emrah Sefik Abamor; Ceren Ozdemir; Muge Elif Yasin; Melahat Bagirova; Adil Allahverdiyev; Erdal Karaoz

doi:10.3791/63622

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Artigo de método

Preparação e caracterização de biotinta de hidrogel biohíbrido 3D à base de grafeno para neuroengenharia periférica

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DOI:

10.3791/63622

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16 de maio de 2022

Asli Pinar Zorba Yildiz¹^,²^,⁴ , Hakan Darici³^,⁴^,⁵ , Burcak Yavuz²^,⁴^,⁶ , Emrah Sefik Abamor² , Ceren Ozdemir²^,⁵ , Muge Elif Yasin⁴ , Melahat Bagirova²^,⁷ , Adil Allahverdiyev²^,⁷ , Erdal Karaoz³^,⁴^,⁵^,⁸

¹Vocational School of Health Services, Istinye University, ²Chemical Metallurgy Faculty, Yildiz Technical University, ³Faculty of Medicine, Department of Histology & Embryology, Istinye University, ⁴3D Bioprinting Design & Prototyping R&D Center, Istinye University, ⁵Stem Cell, and Tissue Engineering R&D Center, Istinye University, ⁶Vocational School of Health Services, Altinbas University, ⁷The V. Akhundov National Scientific Research Medical Prophylactic Institute, ⁸Center for Stem Cells and Regenerative Medicine (LivMedCell), Liv Hospital

Neste artigo

Resumo

Neste manuscrito, demonstramos a preparação de uma biotinta hidrogel biohíbrida contendo grafeno para uso em engenharia de tecidos periféricos. Utilizando este material biohíbrido 3D, é realizado o protocolo de diferenciação neural de células-tronco. Este pode ser um passo importante para trazer biomateriais semelhantes para a clínica.

Resumo

Neuropatias periféricas podem ocorrer como resultado de dano axonal e, ocasionalmente, devido a doenças desmielinizantes. A lesão dos nervos periféricos é um problema global que ocorre em 1,5%-5% dos pacientes de emergência e pode levar a perdas significativas de empregos. Hoje, as abordagens baseadas em engenharia de tecidos, consistindo em arcabouços, linhagens celulares apropriadas e biossinais, tornaram-se mais aplicáveis com o desenvolvimento de tecnologias de bioimpressão tridimensional (3D). A combinação de vários biomateriais de hidrogel com células-tronco, exossomos ou moléculas de biosinalização é frequentemente estudada para superar os problemas existentes na regeneração de nervos periféricos. Nesse sentido, a produção de sistemas injetáveis, como hidrogéis, ou estruturas de condutos implantáveis formadas por diversos métodos de bioimpressão tem ganhado importância na neuroengenharia periférica. Em condições normais, as células-tronco são as células regenerativas do corpo, e seu número e funções não diminuem com o tempo para proteger suas populações; Estas não são células especializadas, mas podem se diferenciar mediante estimulação apropriada em resposta à lesão. O sistema de células-tronco está sob a influência de seu microambiente, chamado de nicho de células-tronco. Nas lesões nervosas periféricas, especialmente na neurotmese, esse microambiente não pode ser totalmente resgatado mesmo após a ligação cirúrgica das terminações nervosas cortadas. A abordagem de biomateriais compósitos e terapias celulares combinadas aumenta a funcionalidade e aplicabilidade dos materiais em termos de várias propriedades, como biodegradabilidade, biocompatibilidade e processabilidade. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo demonstrar a preparação e o uso de padrões de hidrogel biohíbrido à base de grafeno e examinar a eficiência da diferenciação de células-tronco em células nervosas, o que pode ser uma solução eficaz na regeneração nervosa.

Introdução

O sistema nervoso, que é o mecanismo que faz a ponte entre a estrutura interna do organismo e o ambiente, é dividido em duas partes: o sistema nervoso central e o periférico. A lesão dos nervos periféricos é um problema global que constitui 1,5%-5% dos pacientes que chegam ao pronto-socorro e se desenvolve devido a vários traumas, levando à perda significativa do emprego ^1,2,3.

Atualmente, as abordagens celulares da neuroengenharia periférica são de grande interesse. As células-tronco vêm em primeiro lugar entre as células usadas nessas abordagens.....