Résumé
Objetivo: Analizar el potencial de innovación en apósitos para tratar heridas crónicas en la Ciudad de Lima. Métodos: Se realizó un estudio cualitativo mediante una encuesta y análisis de las entrevistas realizadas a expertos médicos y gestores de compras en insumos para el tratamiento de heridas de difícil resolución en 8 instituciones representativas de salud pública con categorías 1 4 dentro de las 54 existentes solo en Lima Metropolitana, Perú - 2018. Resultados: Se determinó que en las instituciones de salud pública son atendidos un promedio 17 pacientes mensualmente (60% provenientes de hospitalización y 40% de consultorio externo). Equivale decir que 11,016 pacientes presentan heridas crónicas de difícil resolución al año, los cuales requerirán de tratamiento especializado y una demanda anual promedio de 110,160 apósitos en stock. Los apósitos con mayor demanda corresponden a los Hidrogeles e Hidrocoloides, respectivamente que son utilizados por los resultados positivos que ofrecen en la curación de las heridas, aunque en ocasiones la limitante es el aspecto económico. En el mercado, el precio unitario oscila entre los 20 y 90 soles, esto representa una inversión económica de 1500 soles en promedio por paciente, produciendo en algunos casos complicaciones o abandono del tratamiento cuando los recursos son escasos. Conclusiones: La demanda de pacientes con heridas crónicas de difícil resolución en las instituciones de salud públicas de Lima metropolitana es alta. Es importante promover e incentivar la investigación de nuevas alternativas terapéuticas y/o dispositivos biomédicos que favorezcan su curación.
Objective: To analyze the potential for innovation in dressings to treat chronic wounds in the City of Lima. Methods: A qualitative study was carried out by means of interviews to medical experts and purchasing managers of medical supplies for the treatment of difficult-to-resolve wounds in 8 representative public health institutions with categories 1-4 within the only 54 of Lima, Peru - 2018. Results: It was determined that an average of 17 patients is treated in public health institutions on a monthly basis (60% from hospitalization and 40% from an outpatient office). It is equivalent to say that 11,016 patients present chronic wounds of difficult resolution each year, which will require specialized treatment and an average annual demand of 110,160 dressings in stock. The dressings with the highest demand correspond to the Hydrogels and Hydrocolloids, respectively; used because of the positive results they offer in wound healing, despite economic limitations. The market price per unit ranges between 20 and 90 soles (S/.), representing an economic investment of 1500 soles on average per patient, in some cases causing complications or abandonment of treatment when resources are scarce. Conclusions: There is a high demand for patients with chronic wounds of difficult resolution in the public health institutions of Lima. It is important to promote and incentivize the investigation of new therapeutic alternatives and / or biomedical devices that favor its treatment.
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Abstract Computational chemistry performs the modeling and calculation of physicochemical properties that allow understanding of the different molecular interactions at the nanometric scale in medical applications such as the design of controlled release systems. The PM6 model was used to analyze metformin and glibenclamide. First, the energy properties as the Gibbs free energy and enthalpies were obtained. The results showed the affinity of both drugs with water (glibenclamide: -7.96 and metformin: -11.49) due to the formation of hydrogen bonds, which were verified by the electronegativities corresponding to the dipole moment and to the partition coefficient (Log P). Subsequently, the main properties for the design of a release system using the metformin/glibenclamide complex in the chitosan hydrogel were determined. In this process it was appreciated that the Gibbs free energy (-2157.60 kcal/ mol) determined the thermodynamic stability of the adsorption. In addition, the Log P (-25.82) indicated an instantaneous solubility through the formation of hydrogen bonds and were verified by the electronic distribution and the change in dipole moment.
Resumen La química computacional realiza el modelado y el cálculo de propiedades fisicoquímicas que permiten comprender las diferentes interacciones moleculares a escala nanométrica en aplicaciones médicas como el diseño de sistemas de liberación controlada, por ejemplo. El modelo PM6 se utilizó para analizar metformina y glibenclamida. Primero se obtuvieron las propiedades energéticas como la energía libre de Gibbs y las entalpias. Los resultados mostraron la afinidad de ambos fármacos con el agua (glibenclamide: -7,96 y metformina: -11,49) debido a la formación de enlaces de hidrógeno que fueron verificados por las electronegatividades correspondientes al momento dipolar y al coeficiente de partición (Log P). Posteriormente, se determinaron las principales propiedades para el diseño de un sistema de liberación que usa el complejo metformina/glibenclamida en el hidrogel de quitosano. En este proceso se apreció que la energía libre de Gibbs (-2157,60 kcal/mol) determinó la estabilidad termodinámica de la adsorción. Además, el Log P (-25,82) indicó una solubilidad instantánea a través de la formación de enlaces de hidrógeno y se verificó mediante la distribución electrónica y el cambio en el momento dipolar.
Resumo A química computacional realiza a modelagem e o cálculo das propriedades físico-químicas que permitem compreender as diferentes interações moleculares em escala nanométrica em aplicações médicas, como o projeto de sistemas de liberação controlada. O modelo PM6 é usado para analisar metformina e glibenclamida. Primeiro, obtenha as propriedades energéticas como a energia livre de Gibbs e as entalpias. Os resultados mostram a afinidade de ambos os componentes com água (glibenclamida: -7.96 e forma: -11.49) debitados na forma de ligações de hidrogénio, que verificam por eletronegatividades correspondentes no momento dipolar e coeficiente de participação (Log P). Posteriormente, selecione as principais propriedades para o projeto de um sistema de liberação que usa o método completo/glibenclamida no hidrogel de quitosano. Neste processo, aprecie a energia livre de Gibbs (-2157.60 kcal/mol) que determina a estabilidade termodinâmica da adsorção. Além disso, o Log P (-25.82) indica uma solução instantânea para a passagem de forma de hidrogénio e é verificada usando a distribuição eletrônica e o câmbio no momento dipolar.
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RESUMEN El quitosano (QT) es un biopolímero que ha sido ampliamente utilizado en aplicaciones de ingeniería de tejido óseo, demostrando un gran potencial para este propósito. El presente estudio tiene como objetivo desarrollar un sistema de hidrogel entrecruzable in situ, compuesto de quitosano y nano-partículas de hidroxiapatita (HAP), un equivalente al componente mineral del hueso. El quitosano fue modificado, utilizando reacciones de carbodiimida, con ácido lactobiónico y ácido azidobenzoico para hacerlo soluble a pH fisiológico y foto-entrecruzable, respectivamente. El quitosano modificado fue mezclado en diferentes proporciones con HAP, y luego de una corta exposición a luz UV, se formaron hidrogeles. Células madre mesenquimales de médula ósea de rata (MSC) fueron sembradas sobre estos hidrogeles y cultivadas por 4, 10 y 16 días, bajo condiciones osteogénicas y no-osteogénicas. A través de ensayos de proliferación celular, actividad de fosfatasa alcalina, y microscopía confocal, se observó que la mayoría de las formulaciones soportan la adhesión y proliferación celular, mostrando importantes interacciones célula-biomaterial, y una diferenciación osteogénica temprana destacada en las formulaciones 70:30 y 50:50, QT:HAP. Algunas formulaciones del sistema foto-entrecruzable tienen potencial en aplicaciones de ingeniería de tejido óseo, y se propone estudios más detallados de diferenciación celular.
ABSTRACT Chitosan (QT) is a biopolymer that has been used in widely used in bone tissue engineering applications, demonstrating great potential for that purpose. Therefore, the present study aims to develop an in situ crosslinking hydrogel system, composed of chitosan and hydroxyapatite (HAP). Briefly, chitosan was modified, using carbodiimide chemistry, with lactobionic and azidobenzoic acid to make it soluble at physiological pH and photo-crosslinkable, respectively. The modified chitosan was mixed with HAP, in different proportions, and later exposed to UV light, yielding hydrogels. Mesenchymal stem cells, from rat bone marrow, were seeded onto the hydrogels and cultured for 4, 10 and 16 days, under osteogenic and non-osteogenic conditions. Through cell proliferation and alkaline phosphatase activity assays, and confocal microscopy, it was observed that the majority of formulations supported cell adhesion and proliferation, and a significant early osteogenic differentiation in formulations 70:30 and 50:50, QT:HAP. According to these results, the proposed photo-crosslinking system has potential for tissue engineering applications, and further specific studies are proposed for cell differentiation.
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En el presente trabajo se reporta la obtención de hidrogeles de copolímeros de polimetacrilato de 2-hidroxietilo-co-acrilamida mediante la copolimerización y reticulación simultánea a partir de sus correspondientes monómeros y mediante irradiación con cuantos gamma. La composición del copolímero se determinó mediante análisis elemental y espectroscopia infrarroja. Adicionalmente se muestran los resultados de toxicidad de sus matrices, para ello se evaluó la acrilamida libre y se realizó el ensayo SOS en bacterias. Se comprobó que los extractos de lavados de las matrices de estos copolímeros contenían muy bajos niveles de acrilamida libre y no mostraron efecto tóxico en las células de E. coli para ninguno de los tiempos evaluados
In this paper is reported the obtaining of hydrogels from poly hydroxyethyl methacrylate-co-acryla-mide, by simultaneous crosslinking copolymerization from corresponding monomers by gamma photon irradiation. The composition of network chains in the copolymer was estimated from elemental analysis and infrared spectroscopy. Additionally, the toxicity of these materials was tested finding the free acrylamide and biological assay SOS in bacteria. The extracts of washed matrices of copolymers showed low level of free acrylamide. Moreover, they were non toxic on the E. coli cells tested at any time
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El incremento anual del número de pacientes diagnosticados con enfermedades inflamatorias intestinales atrae la atención de científicos y médicos, debido a los severos efectos colaterales y las reiteradas consultas médicas que reducen de manera considerable la calidad de vida de los pacientes. En esta revisión se abordan las potencialidades de los hidrogeles sensibles al pH como una de las mejores estrategias terapéuticas capaces de liberar la sustancia bioactiva en el colon, y con mayores posibilidades de lograr un tratamiento más eficiente. Su hidrofilicidad, la capacidad de responder a variaciones de pH y la versatilidad en métodos de preparación alcanzándose tamaños a escala micro y nano son analizados para mostrar ventajas, limitaciones, recientes avances y perspectivas futuras de su utilización mediante administración oral.
Annual increase in the number of patients diagnosed with inflammatory bowel diseases has drawn the attention of scientists and physicians, due to the severe side effects of these conditions and the many times patients need to attend medical consultation, both of which considerably lower their quality of life. The present review deals with the potential of pH-sensitive hydrogels as one of the best therapeutic strategies capable of releasing the bioactive substance in the colon, improving the chances of achieving better results. An analysis is conducted of their hydrophilicity, their capacity to respond to pH variations and the versatility of their preparation methods, reaching micro- and nanoscale sizes. The purpose of the analysis is to show the advantages, limitations, recent advances and future perspectives of their oral administration.
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MatrigelBD is a hydrogel scaffold with three-dimensional intercrossed networks of hydrophilic polymers with high water content. Human gingival tissue might represent a better source of MSCs, allowing these cells to be easily obtained in a relatively non-invasive way. The objective of this study was to evaluate the biocompatibility of MatrigelBD with GMSCs in vitro. Gingival connective tissue samples were obtained from healthy donors. Fresh tissue was minced and cultured during two weeks, after which cells at passage fourth were analyzed for their immune phenotype by flow cytometry. Differentiation into osteogenic, chondrogenic, and adipogenic lineages was induced and evaluated by culture staining. The "construct" was made of MatrigelBD with GMSC. To assess the biocompatibility, an MTT cellular proliferation assay was performed. The differentiation potential of the cells toward the osteogenic, adipogenic, and chondrogenic lineages was analyzed after 21 days of growth in MatrigelBD with induction differentiation media. The MTT analysis showed that MatrigelBD stimulated cell proliferation; the GMSCs maintained the expression of MSC markers. Importantly, the growth of GMSCs within the MatrigelBD did not interfere with the cell differentiation potential. These findings indicate that MatrigelBD is biocompatible with GMSCs, and this matrix improves cell proliferation in vitro.
MatrigelBD es un andamiaje de hidrogel con redes tridimensionales entrecruzadas de polímeros hidrófilos con un alto contenido de agua. El tejido gingival humano podría representar una mejor fuente de MSCs, estas células pueden obtenerse fácilmente de una manera relativamente no invasiva. El objetivo de este estudio fue evaluar la biocompatibilidad de MatrigelBD con GMSCs in vitro. Muestras gingivales de tejido conectivo se obtuvieron de donantes sanos. El tejido se trituró y se cultivó durante dos semanas, y cuando las células se encontraban en el cuarto pasaje se les analizó su fenotipo inmunológico utilizando citometría de flujo. Se indujo la diferenciación hacia los linajes osteogénico, condrogénico y adipogénico, evaluandose con tinciones. El "constructo" se hizo de MatrigelBD con GMSC. Para evaluar la biocompatibilidad, se realizó un ensayo de proliferación celular: MTT. Se analizó el potencial de diferenciación de las células hacia los linajes osteogénico, adipogénico y condrogénico después de 21 días de cultivo en MatrigelBD con medio de diferenciación de inducción. El análisis de MTT mostró que MatrigelBD estimula la proliferación celular; GMSCs mantiene la expresión de marcadores de MSC. Es importante destacar que el crecimiento de GMSCs en MatrigelBD no interfirió con el potencial de diferenciación celular. Estos hallazgos indican que MatrigelBD es biocompatible con GMSCs, y esta matriz mejora la proliferación celular in vitro.
Sujets)
Humains , Cellules souches adultes/cytologie , Matériaux biocompatibles , Gencive/cytologie , Cellules souches adultes/physiologie , Prolifération cellulaire , Cellules cultivées , Collagène , Association médicamenteuse , Cytométrie en flux , Immunophénotypage , Laminine , Test de matériaux , Protéoglycanes , Régénération , Structures d'échafaudage tissulairesRésumé
Introducción. La utilización de las células madre mesenquimales en la práctica clínica ha aumentado considerablemente en la última década, ya que juegan un papel favorable en los procesos de reparación y regeneración tisular, siendo la principal herramienta de la terapia celular para el tratamiento de enfermedades que afectan funcionalmente el tejido óseo y cartilaginoso. Objetivo. Evaluar la proliferación y capacidad de diferenciación osteogénica in vitro de células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo humano en un hidrogel de plasma sanguíneo. Materiales y métodos. Se obtuvieron células madre mesenquimales a partir de explantes de tejido adiposo humano y se caracterizaron por citometría de flujo; se buscó demostrar su multipotencialidad por su capacidad de diferenciación osteogénica y adipogénica. Se evaluó la proliferación celular y la capacidad de diferenciación osteogénica de las células cultivadas en hidrogeles de plasma sanguíneo. Resultados. Las células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo cultivadas en el hidrogel de plasma sanguíneo humano mostraron un patrón de proliferación muy similar al de las células cultivadas en monocapa y, además, mantuvieron su capacidad de diferenciación hacia el linaje osteogénico. Conclusiones. El hidrogel de plasma sanguíneo humano es un soporte adecuado para que las células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo humano proliferen y se diferencien hacia el linaje osteogénico y constituye un vehículo adecuado para su administración en regeneración del tejido óseo.
Introduction: The use of mesenchymal stem cells in clinical practice has increased considerably in the last decade because they play a supporting role in the processes of tissue repair and regeneration, becoming the main tool of cell therapy for the treatment of diseases functionally affecting bone and cartilage tissue . Objective: To evaluate in vitro the proliferative and osteogenic differentiation ability of mesenchymal stem cells derived from human adipose tissue in a blood plasma hydrogel. Materials and methods: Mesenchymal stem cells were obtained from human adipose tissue explants and characterized by flow cytometry. Their multipotentiality was demonstrated by their ability to differentiate to adipogenic and osteogenic lineages. Cell proliferation and osteogenic differentiation ability of the cells cultured in blood plasma hydrogels were also evaluated. Results: Mesenchymal stem cells derived from human adipose tissue growing in human blood plasma hydrogels showed a pattern of proliferation similar to that of the cells cultured in monolayer and also maintained their ability to differentiate to osteogenic lineage. Conclusions: Human blood plasma hydrogels are a suitable support for proliferation and osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells derived from human adipose tissue and provides a substrate that is autologous, biocompatible, reabsorbable, easy to use, potentially injectable and economic, which could be used as a successful strategy for the management and clinical application of cell therapy in regenerative medicine.
Sujets)
Humains , Différenciation cellulaire , Prolifération cellulaire , Cellules souches mésenchymateuses/physiologie , Ostéogenèse , Tissu adipeux/cytologie , Sang , Cellules cultivées , Milieux de culture , HydrogelsRésumé
The present work describes the preparation of hydrogel based on cross-linked networks of poly (N-vinylpirrolidone), PVP, with polyethyleneglicol and agar with 90% water and PVP nancomposites with a synthetic nanoclay, Laponite XLG, for use as burn dressings. These systems were obtained in two ways: using gamma Co-60 and electron beam radiation. The gelation obtained dose was Dg= 1.72 kGy. The elastic modulus of hydrogel was independent of the method of irradiation. It was 0.39 MPa for the hydrogel irradiated with gamma Co-60 and 0.38 MPa for electron beam irradiation. The elastic modulus of the nanocomposite membrane was 1.25 MPa, three times higher. These results indicate that the PVP/Laponite XLG nanocomposite hydrogel membrane is the best choice for wound dressing applications due to its high water sorption capacity and its superior mechanical properties.
En el presente trabajo se describe la preparación de hidrogeles basados en redes entrecruzadas de poli (N-vinilpirrolidona), PVP con polietilenglicol, agar y un 90% de agua, y nanocomposites de PVP con una nanoarcilla sintética, la Laponita XLG para su empleo como apósito para quemaduras. Estos sistemas se obtuvieron por dos vías: radiación gamma de Co-60 y haz de electrones. La dosis de gelificación obtenida fue de Dg= 1.72 kGy. El módulo elástico de los hidrogeles resultó independiente del método de irradiación, siendo igual a 0.39 MPa para el irradiado con Co-60 y 0.38 MPa para el irradiado con haz de electrones. El módulo elástico de la membrana de nanocomposite fue 3 veces superior, 1.25 MPa. Estos resultados muestran que los hidrogeles de nanocomposites de PVP/Laponita XLG resultan superiores para su aplicación en el tratamiento de quemaduras, por su alta capacidad de sorción de agua y sus mejores propiedades mecánicas.
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The potential wound healing ability of sodium alginate (SA) meshes was determined in cavitated rat wounds infected either with Escherichia coli or Staphylococcus epidermidis. Wound progress was evaluated macroscopically and histopathologically to assess dissemination of the induced infection through evaluation of granuloma formation and adjacent tissue irritation. Five groups of 24 female Wistar rats weighing 280 ± 34 g were formed as follows: control group with SA mesh without inoculum, control group with Escherichia coli inoculum without SA mesh, control group with Staphylococcus epidermidis inoculum without mesh, group with SA mesh + Escherichia coli inoculum and group with SA mesh + Staphylococcus epidermidis inoculum. Abdominal flank incisions were performed under anaesthesia and groups were formed. Both macroscopic and histopathological follow up were carried out and results indicated that the presence of SA meshes avoids or greatly diminishes bacteria dissemination and adjacent tissue irritation. This reaction occurs even in the presence of Escherichia coli or Staphylococcus epidermidis. In the control groups with SA mesh without inoculum and in the groups with Escherichia coli inoculum without SA mesh, and control group with Staphylococcus epidermis inoculum without mesh and group with SA mesh + Escherichia coli inoculum re-epithelialization and wound healing aspect were better than in groups inoculated with Staphylococcus epidermidis, the general odd ratios showed that the dissemination risk was 58 times greater in treatment with SA mesh and E. coli as infectious agent (IC 95% 6.2-210). These results indicate that SA mesh is capable of providing adequate conditions to allow granulation of cavitated wounds, without irritation to adjacent tissues and avoiding dissemination of the infection by E. coli and Staphylococcus epidermidis in rats. However, presence of granuloma can be a healing or esthetic disadvantage, as observed in control group with SA mesh without inoculum.
Se determinó el efecto potencial de cicatrización de mallas de alginato de sodio (AS) en heridas cavitadas infectadas con Escherichia coli y Staphylococcus epidermidis, y se evaluó histopatológica y macroscópicamente la diseminación del proceso infeccioso, formación de granuloma e irritación de los tejidos adyacentes. Se formaron 5 grupos de 24 ratas Wistar hembras de 280 ± 34 g de la siguiente manera: grupo testigo con malla de AS sin inóculo; testigo con inóculo de Escherichia coli sin malla; otro grupo testigo con inóculo de Staphylococcus epidermidis, sin malla; grupo con malla de AS + inóculo de Escherichia coli; grupo con malla de AS + inóculo de Staphylococcus epidermidis. Bajo anestesia se realizaron las incisiones en los flancos absominales y se formaron los grupos. Se realizó un seguimiento macroscópico e histopatológico de la zona afectada y se encontró que la presencia de mallas de AS evita o disminuye drásticamente, tanto la diseminación de la infección a tejidos adyacentes como su irritación. Ello ocurre aun en presencia de Escherichia coli o de Staphylococcus epidermidis. En los grupos testigo con malla de AS sin inóculo, testigo con inóculo de Escherichia coli sin malla, otro grupo testigo con inóculo de Staphylococcus epidermidis sin malla y el grupo con malla de AS + inóculo de Escherichia coli, la reepitelización y la reducción en la herida fueron superiores a los grupos que fueron inoculados con Staphylococcus epidermidis. Los odd ratios generales mostraron que el riesgo de diseminación fue 58 veces menor con el uso de malla de AS y E. coli como organismo infectante (IC 95% 6.2-210). Los resultados encontrados indican que la malla de AS es capaz de proporcionar condiciones adecuadas para la formación de tejido de granulación, sin irritación en los tejidos adyacentes y evitando la diseminación de la infección en heridas cavitadas y contaminadas por E. coli y por Staphylococcus epidermidis en ratas. Sin embargo, la presencia de granuloma puede significar una desventaja cicatrizal o estética, como se observó en el grupo testigo con malla de AS sin inóculo.