Ácido L-poliláctico (PLA) y na-notubos de carbono de pared múltiple (NTCPM) con potenciales aplicaciones industriales / L-polylactic acid (PLA) and multi-walled carbon nano-tubes (CNTMW) with potential industrial applications / Ácido L-polilático (PLA) e na-notubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) com possíveis aplicações industriais

Resumen En términos generales, es bien conocida la cualidad que poseen algunos polímeros de cambiar sus propiedades físicas y químicas finales mediante la adición de nanopartículas a la matriz polimérica para producir un material compuesto (MC). Esta investigación está basada en la obtención de un MC a partir de ácido poliláctico (PLA) y nanotubos de carbono de pared múltiple (NTCPM), muy empleado en la industria del envasado y dispositivos biomédicos, con el fin de ampliar su perfil industrial. Se desarrollaron cuatro mezclas de PLA y NTCPM, y se empleó polietilenglicol (PEG) como plastificante. Se evaluaron sus propiedades morfológicas, térmicas, mecánicas, termo-mecánicas, espectroscópicas, ángulo de contacto y cristalográficas. Se observó que los MCs presentaron degradación térmica a temperaturas inferiores a la matriz sin NTCPM, así como un aumento en el módulo de flexión y tensión en algunas de las muestras. Así mismo, se observó que los NTCPM pueden aumentar la cristalinidad del material y que, en algunos casos, se incrementa su rigidez, actuando como un aditivo útil para aplicaciones de mayor esfuerzo mecánico que la matriz. Del efecto de agregar PEG en los MC, se determinó que los NTCPM no restringen la movilidad de las cadenas poliméricas y se da un efecto plastificante, lo que permite mayor movilidad de la zona amorfa de las cadenas de polímero, como indica la literatura consultada. Finalmente, se concluyó que a mayores contenidos de NTCPM, se generan mejores valores en el módulo de flexión, esfuerzo máximo de flexión, módulo de elongación, esfuerzo de carga máxima y esfuerzo de ruptura, entre otras propiedades evaluadas.

Abstract The quality of some polymers to change their final physical and chemical properties by adding nanoparticles to the polymer matrix to produce a composite material (MC) is well known. This research is based on obtaining a MC from polylactic acid (PLA) and multi-walled carbon nanotubes (CNTMW), widely used in the packaging industry and biomedical devices, in order to expand its industrial profile. Four mixtures of PLA and CNTMW were developed, and polyethylene glycol (PEG) was used as a plasticizer. Their morphological, thermal, mechanical, thermo-mechanical, spectroscopic, contact angle, and crystallographic properties were evaluated. It was observed that the composites showed thermal degradation at temperatures below the matrix without CNTMW, as well as an increase in the modulus of flexion and tension in some of the samples. Likewise, it was observed that the CNTMW can increase the crystallinity of the material and that, in some cases, its rigidity is increased, acting as a useful additive for applications of greater mechanical stress than the matrix. From the effect of adding PEG in the composites, the CNTMW do not restrict the mobility of the polymer chains and a plasticizing effect occurs, which allows greater mobility of the amorphous zone of the polymer chains. In general terms, it was concluded that at higher CNTMW contents, better values were generated in the flexural modulus, maximum flexural stress, elongation modulus, maximum load stress and rupture stress, among other evaluated properties.

Resumo Alguns polímeros têm a propriedade de alterar suas propriedades físicas e químicas finais, adicionando nanopartículas à matriz polimérica para produzir um composto. Esta pesquisa baseia-se na obtenção de composto partir de ácido polilático (PLA) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT), amplamente utilizado na indústria de embalagens e dispositivos biomédicos, a fim de expandir seu perfil industrial. Foram desenvolvidas quatro misturas de PLA e MWCNT e o polietilenoglicol (PEG) foi usado como plastificante. Foram avaliadas suas propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas, termo-mecânicas, espectroscópicas, ângulo de contato e cristalográficas. Observou-se que os compostos apresentaram degradação térmica em temperaturas abaixo da matriz sem MWCNT, além de aumento no módulo de flexão e tensão em algumas das amostras. Da mesma forma, observou-se que o MWCNT pode aumentar a cristalinidade do material e que, em alguns casos, sua rigidez é aumentada, atuando como um aditivo útil para aplicações de maior tensão mecânica que a matriz. A partir do efeito da adição de PEG nos compostos, determinou-se que o MWCNT não restringe a mobilidade das cadeias poliméricas e ocorre um efeito plastificante, que permite maior mobilidade da zona amorfa das cadeias poliméricas. Em termos gerais, concluiu-se que, com maiores teores de MWCNT, melhores valores foram gerados no módulo de flexão, tensão máxima de flexão, módulo de alongamento, tensão de carga máxima e tensão de ruptura, entre outras propriedades avaliadas.

Evaluación in vitro de la adhesión de células troncales mesenquimales a matrices dentales impresas en tercera dimensión / In vitro Evaluation of the Mesenchymal Stem Cell Adhesion to 3D-Printed Dental Matrices

Antecedentes: En ingeniería de tejidos es fundamental estudiar el sinergismo entre las células troncales mesenquimales y el biomaterial para tener un mayor control sobre los biomiméticos. De esto depende el éxito de tratamientos de lesiones de tamaño crítico.Objetivo: Evaluar la adhesión celular in vitro de células troncales de la pulpa dental humana (CTPD) en matrices impresas con ácido poliláctico {API.).Métodos: Se utilizaron muestras de CTPD criopreservadas y expandidas, cultivadas sobre 24 matrices dentales impresas en 3D con APL, y que se analizaron los días 1, 7 y 15. Se evaluó la fenotipificacion de la CTPD por citometría de flujo y la adhesión celular a la matriz por medio de microscopio electrónico de barrido (SEM). Los datos se agruparon en porcentajes, tanto para el marcador analizado como para la cantidad de células adheridas. Resultados: Las CTPD expresaron positivamente anticuerpos CD73 y CD90 en casi un 100 % y CD 105 en un 56,7 %. Asimismo, expresaron negativamente anticuerpos CD34 y CD45 en más del 98 %. Se observó en SEM que a los 15 días el 99,88 % de las CTPD presentó forma fusiforme o estrellada, lo que significa que estas células se adhirieron a la matriz de APP.Conclusión : El APL no es citotóxico para las CTPD por su composición y características biocompatibles, lo que hizo posible que las células se adhirieran y proliferaran sobre la matriz dental impresa en 3D. Este fue un método in vitro efectivo para emplear en futuros estudios de regeneración de tejidos en odontología.

Background: In tissue engineering it is quite important to study the synergy between mesenchymal stem cells and biomaterials to better control the biomimetic elements. Success in the treatment of critical-size lesions depends strongly on this fact. Objective: To evaluate the in vitro human Dental Pulpal Stem Cell (DPSC) adhesion in printed matrices developed with polylactic acid (PLA). Methods'. Cryopreserved and enlarged DPSC samples were used in the culture of 24 dental 3D-printed matrices developed with PLA that were analyzed on days 1, 7 and 15. The DPSC typification was analyzed with flow cytometry and the cell adhesion to the matrix was analyzed under the scanning electron microscope (SEM). Data were gathered as percentages for both the analyzed marker and the amounts of adhered cells. Results: DPSCs expressed positively the CD73 and CD90 antibodies in almost 100%and the CD 105 in 56.7%. Likewise, DPSCs expressed negatively the CD34 and CD45 in more than 98%. After 15 days it was observed in the SEM that 99.88% of the DPSCs had either a star-like or fusiform shape, which means that they adhered successfully to the PLA matrix. Conclusion: The PLA is not cytotoxic on the DPSCs thanks to its composition and biocompatible features, which allowed the cell adhesion and proliferation in the 3D-printed dental matrix. This in vitro method was effective and should be use in future studies on tissue regeneration in dentistry.

Cytotoxic effect of double emulsion (w/o/w) cuso4 loaded pla nanoparticles on mkn-45 gastric adenocarcinoma cell line / Efecto citotóxico de nanopartículas de pla de doble emulsión (w/o/w) cargadas con cuso4 sobre la línea célular de adenocarcinoma gástrico mkn-45

Poly (L-lactic acid) (PLA) nanoparticles have the approval of the main institutions for drugs administration and therapeutics. However, the use of lactic acid polymer is controversial because lactic acid has been proposed as an energy source for cancer cells. The aim of this study was to evaluate the cytotoxic, apoptotic and cell cycle properties of PLA and CuSO4-loaded PLA biodegradable nanoparticles on MKN-45 gastric adenocarcinoma cell line. PLA nanoparticles for the delivery of the anticancer active principle CuSO4 were obtained using the double emulsion method. PLA and CuSO4 loaded PLA nanoparticles were morphologically characterized and their size determined using transmission electron microscopy (TEM). The cytotoxicity of this drug delivery system was evaluated using the 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay; apoptosis was evaluated using YO-PRO-1/Propidium Iodide and cell cycle analysis throughout flow cytometry. CuSO4-loaded PLA nanoparticles were effective inhibitors of MKN45 cancer cell growth. They increased cytotoxicity and apoptosis, and induced G1/Go cell cycle arrest;whereas the anticancer activity was increased using a 96 h treatment of a minimal (1mM) concentration of CuSO4 loaded in 40 µM PLA nanoparticles. The treatment with 40 µM lactic acid and PLA (40 µM) did not increase the rate of cell survival assays related to the control, which indicate that PLA use as a polymer carrier not induce proliferation of MKN-45 cancer cells. Our research presents novel data about the effect of PLA nanoparticles and CuSO4 on gastric cancer cell line MKN45.

Las nanopartículas de ácido poli L-láctico (PLA) tienen la aprobación de las principales instituciones de administración de medicamentos y terapéutica. Sin embargo, el uso de polímero de ácido láctico es controvertido ya que el ácido láctico se ha propuesto como una fuente de energía para las células cancerosas. El objetivo de este estudio fue evaluar las propiedades citotóxicas, la apoptosis y sobre el ciclo celular de las nanoparticulas de PLA biodegradable y de estas PLA nanopartículas cargadas con CuSO4 en la línea celular de adenocarcinoma gástrico MKN-45. Las nanopartículas de PLA para la administración del principio activo CuSO4 contra el cáncer se obtuvieron utilizando el método de doble emulsión. Las nanopartículas de PLA y PLA cargadas con CuSO4 se caracterizan morfológicamente y su tamaño fue determinaron usando microscopía electrónica de transmisión (TEM). Se evaluó la citotoxicidad de este sistema de administración de fármacos utilizando la 3 - (4,5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-ensayo difeniltetrazolio (MTT); la apoptosis se evaluó usando yoduro de propidio/YO-PRO-1 y el análisis de ciclo celular por citometría de flujo. Las nanopartículas cargadas con CuSO4-PLA fueron eficaces inhibidores del crecimiento de las células MKN-45 cancerosas. Aumentaron citotoxicidad y la apoptosis, e inducen la detención del ciclo celular en G1/Go, mientras que la actividad contra el cáncer se incrementó con el uso de un tratamiento de 96 horas con una concentración mínima (1 mM) de CuSO4 cargado en nanopartículas con 40 µM de PLA. El tratamiento con 40 µM de ácido láctico y 40 µM PLA no aumentó la tasa de supervivencia de células en relación con el control, lo que indica que el uso de PLA como un polímero portador que no induce la proliferación de células de cáncer MKN-45. Nuestro estudio presenta nuevos datos sobre el efecto de las nanopartículas de PLA con CuSO4 en la línea celular de cáncer gástrico MKN-45.

Implantes intra-ósseos de material à base de ácido poliláctico em mandíbula de coelhos. Estudo histológico / The use of polylactic acid implants in surgical defects of rabbits mandibles. Histological analysis

Materiais biodegradáveis usados em cirurgia óssea têm sido pesquisados há mais de três décadas. Os implantes biodegradáveis mais comumente testados são os ácidos polilácticos e sua biocompatibilidade é considerada de excelência. Outros estudos demonstraram apenasbiodegradação parcial que resultou em respostas teciduais de processos inflamatórios em longo prazo. Objetivo: o presente estudo tem a finalidade de avaliar histologicamente o comportamento de um material a base de ácido poliláctico após sua implantação em cavidades ósseas em mandíbulade coelhos. Material e método: a amostra foi constituída de 16 coelhos adultos que foram divididos em dois grupos. Grupo I: cavidades ósseas cirúrgicas preenchidas com material à base de ácidopoliláctico que foi utilizado como grupo teste; e Grupo II; cavidades ósseas cirúrgicas preenchidas com coágulo sangüíneo, perfazendo o grupo controle. Após 15, 30, 60 e 90 dias, os animais foramsacrificados e as mandíbulas processadas segundo rotina laboratorial histológica para coloração em H.E. Resultado: aos 15 dias, o material encontra-se com reação inflamatória intensa e iníciode formação de cápsula fibrosa. Aos 30 dias o material permanece na cavidade e observa-se início de formação óssea advinda da parede da cavidade. Aos 60 dias, ausência de infiltrado inflamatórioe presença de osso neoformado ao redor do implante. Aos 90 dias, o osso neoformado apresenta aspecto organizado e mais maduro. Conclusão: o material à base de ácido poliláctico implantadomostrou-se biocompatível, sendo bem aceito pelo tecido ósseo adjacente ao implante. Porém não sofreu processo de degradação ou reabsorção nos períodos avaliados.

The biodegradable materials used in bone surgery have been researched for more than three decades. The most commonly tested bioresorbable implants are the polylactic acids which present excellent biocompatibility. On the other hand, some studies showed only partial degradation and variable long-term tissue reactions. Objective: This study evaluated the histological behavior of a polylactic acid-based material after implantation into extensive and deep surgical cavities in rabbit mandibles. Material and method: Sixteen adult rabbits were used in this study. Ineach animal a surgical cavity was prepared in the mandible. The sixteen rabbits were divided into two groups: Group I- surgical cavities filled with polylactic acid material and, Group II- surgical cavities filled with blood clot as controls. After fifteen, thirty, sixty and ninety days the animalswere sacrificed and the mandibles were dissected for histological processing and analysis. Results: After 15 days, the implant showed inflammatory reaction and capsule formation. After 30 days,the material remained in the surgical cavity without degradation and beginning of bone formation was observed. At sixty days, the inflammatory process was absent and the material was surroundedby bone. At 90 days, lamellar bone was formed. Conclusion: The polydactyl acid implants were biocompatible and well accepted by the adjacent bone. However, with ninety days the materialstill remained in the surgical cavity without degradation.