Novel Studies in the Designs of Natural, Synthetic, and Compound Hydrogels with Biomedical Applications / Novedosos Estudios en el Diseño de Hidrogeles Naturales, Sintéticos y Compuestos con Aplicaciones Biomédicas

ABSTRACT Hydrogels are gaining widespread popularity in the biomedical field due to their extraordinary properties, such as biocompatibility, biodegradability, zero toxicity, easy processing, and similarity to physiological tissue. They have applications in controlled drug release, wound dressing, tissue engineering, and regenerative medicine. Among these applications, hydrogels as a controlled drug delivery system stands out, which releases active substances in precise amounts and at specific times. To explore the latest advances in the design of hydrogels, a literature review of articles published in indexed scientific journals, in Scopus and Science Direct, was carried out. This review aimed to discover and describe the most innovative hydrogel research with applications in the biomedical field; hydrogels synthesized with polymers of different origins were selected, such as; i. Natural (dextran, agarose, chitosan, etc.); ii. Synthetic (polyacrylamide, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, etc.); iii. Composites (interpenetrants, hybrid crosslinkers, nanocomposites, etc.). Comparative analysis revealed that hydrogels with composite materials show the most promise. These composite hydrogels combine the advantages of different polymers or incorporate additional components, offering enhanced properties and functionalities. In summary, hydrogels are versatile biomaterials with immense potential in biomedicine. Their unique properties make them suitable for diverse applications. However, innovative designs and formulations must continue to be explored to further advance the capabilities of hydrogels and expand their biomedical applications.

RESUMEN Los hidrogeles están ganando una extensa popularidad en el campo biomédico gracias a que presentan propiedades extraordinarias como biocompatibilidad, biodegradabilidad, nula toxicidad, fácil procesamiento, y similitud con el tejido fisiológico. tienen aplicaciones en la liberación controlada de fármacos, el vendaje de heridas, la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa. Entre estas aplicaciones, destaca el uso de hidrogeles como sistema de administración controlada de fármacos, que liberan sustancias activas en cantidades precisas y en momentos concretos. Para explorar los últimos avances en el diseño de hidrogeles, se realizó una revisión bibliográfica de artículos publicados en revistas científicas indexadas, en Scopus y Science Direct. El objetivo de esta revisión fue descubrir y describir las investigaciones de hidrogeles más innovadoras con aplicaciones en el campo biomédico, se seleccionaron hidrogeles sintetizados con polímeros de diferente índole como; i. Naturales (dextrano, agarosa, quitosano, etc.); ii. Sintéticos (poliacrilamida, polietilenglicol, alcohol polivinílico, etc); iii. Compuestos (interpenetrantes, reticulantes híbridos, nanocompuestos, etc.). El análisis comparativo reveló que los hidrogeles que utilizan materiales compuestos son los más prometedores. Estos hidrogeles compuestos combinan las ventajas de distintos polímeros o incorporan componentes adicionales, ofreciendo propiedades y funcionalidades mejoradas. En resumen, los hidrogeles son biomateriales versátiles con un inmenso potencial en biomedicina. Sus propiedades únicas los hacen adecuados para diversas aplicaciones, sin embargo, se debe seguir explorando diseños y formulaciones innovadores para seguir avanzando en las capacidades de los hidrogeles y ampliar sus aplicaciones biomédicas.

Rehabilitation therapy with insulin-like growth factor after acute skeletal muscle injury / Terapia de reabilitação com fator de crescimento semelhante à insulina após lesão muscular esquelética aguda / Terapia de rehabilitación con factor de crecimiento semejante a la insulina después de una lesión aguda del músculo esquelético

ABSTRACT Introduction Skeletal muscle injuries account for 10% to 50% of treadmill sports injuries. Insulin-like growth factor (IGF) is a family of polypeptides with both insulin-like anabolic and growth-promoting effects. Sports play a vital role in the recovery of skeletal muscle injuries. Objective The paper analyzes the ability of insulin-like growth factor 1 (IGF-1) to repair skeletal muscle injury caused by treadmill exercise. Method We injected drugs under the wound after exercise-induced injury in rats. The control group was injected with saline, and the experimental group was injected with an insulin-like growth factor. We conduct histological and electron microscopic structural analysis of rats, Results: After an injury, the experimental group formed a basal lamina protective film earlier than the control group, activated myoblasts, formed myofilaments, formed myotubes, and fused into muscle fibers earlier than the control group. The healing quality was also better. The experimental group was endogenous. The mRNA content of sex IGF-1 and IGF-2 both increased earlier than the control group. Conclusion Local injection of exogenous insulin-like growth factor-1 can stimulate the proliferation of myoblasts and accelerate the post-traumatic repair process of skeletal muscle caused by treadmill sports. Level of evidence II; Therapeutic studies - investigation of treatment results.

RESUMO Introdução As lesões do músculo esquelético representam de 10% a 50% das lesões em esteira esportiva. O fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) é uma família de polipeptídeos com efeitos anabólicos e de promoção do crescimento semelhantes à insulina. Os esportes desempenham um papel vital na recuperação de lesões musculares esqueléticas. Objetivo o artigo analisa a capacidade do fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF-1) em reparar lesões musculares esqueléticas causadas por exercícios em esteira. Método Injetamos drogas sob a ferida após lesão induzida por exercício em ratos. O grupo controle foi injetado com solução salina e o grupo experimental foi injetado com um fator de crescimento semelhante à insulina. Realizamos análises histológicas e microscópicas eletrônicas estruturais de ratos. Resultados Após a lesão, o grupo experimental formou um filme protetor da lâmina basal mais cedo do que o grupo controle, mioblastos ativados, miofilamentos formados, miotubos formados e fundidos em fibras musculares mais cedo do que o grupo controle. A qualidade da cura também foi melhor. O grupo experimental era endógeno. O conteúdo do sexo IGF-1 e IGF-2 mRNA aumentou mais cedo do que no grupo de controle. Conclusão A injeção local de fator de crescimento semelhante à insulina 1 exógeno pode estimular a proliferação de mioblastos e acelerar o processo de reparo muscular esquelético pós-traumático causado por esportes em esteira. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos: investigação dos resultados do tratamento.

RESUMEN Introducción Las lesiones del músculo esquelético representan del 10% al 50% de las lesiones deportivas en cinta. El factor de crecimiento semejante a la insulina (IGF) es una familia de polipéptidos con efectos anabólicos y estimulantes del crecimiento semejantes a la insulina. Los deportes juegan un papel vital en la recuperación de las lesiones del músculo esquelético. Objetivo El artículo analiza la capacidad del factor de crecimiento semejante a la insulina 1 (IGF-1) para reparar la lesión del músculo esquelético causada por el ejercicio en cinta. Método inyectamos drogas debajo de la herida después de una lesión inducida por el ejercicio en ratas. Al grupo de control se le inyectó solución salina y al grupo experimental se le inyectó un factor de crecimiento semejante a la insulina. Realizamos análisis estructurales histológicos y microscópicos electrónicos de ratas, Resultados: Después de una lesión, el grupo experimental formó una película protectora de la lámina basal antes que el grupo de control, activó mioblastos, formó miofilamentos, formó miotubos y se fusionó en fibras musculares antes que el grupo de control. La calidad de curación también fue mejor. El grupo experimental fue endógeno. El contenido de ARNm de IGF-1 e IGF-2 de sexo aumentaron antes que en el grupo de control. Conclusión La inyección local de factor de crecimiento semejante a la insulina 1 exógeno puede estimular la proliferación de mioblastos y acelerar el proceso de reparación postraumático del músculo esquelético causado por los deportes en cinta. Nivel de evidencia II; Estudios terapéuticos: investigación de los resultados del tratamiento.

Reconstrucción de extensa úlcera por presión lumbar -glútea grado IV con colgajo lumbar bipediculado / Reconstruction of extensive ulcer by lumbar pressure - gluteal grade IV with bipedicled lumbar flap

INTRODUCCIÓN: La literatura cita numerosas técnicas quirúrgicas para la cobertura de defectos en región lumbar- glútea, complejos secundario a complicaciones neurológicas, como: colgajo de rotación, colgajos de transposición, colgajos musculocutáneos (dorsal ancho, glúteo mayor, vasto lateral, entre otros). Un severo compromiso en la extensión del defecto lumbar-glúteo hace difícil su reconstrucción total con resolución inmediata. OBJETIVO: Buscar alternativas de cobertura en extensas pérdidas de sustancia en base a los tejidos circundantes y demostrar la utilidad de los colgajos para cobertura de pérdida de sustancia, en reconstrucción de úlceras por presión extensas en la zona lumbar. PRESENTACIÓN DEL CASO: Presentamos el caso de una paciente cuadripléjica con pérdida de tejido en la zona lumbar y glútea de gran extensión que fue reconstruida con un colgajo lumbar transverso bi-pedunculado con vascularización tipo aleatorio. RESULTADOS: Se realizó una cirugía reconstructiva que la que se utilizó un colgajo lumbar transverso bi-pedunculado con vascularización tipo aleatoria, empleando un colgajo dermograso capaz de cerrar defectos lumbosacros severos, amplios y complejos, con satisfactorios resultados estéticos. CONCLUSIONES: El colgajo lumbar transverso es una opción quirúrgica confiable y recomendable con destacadas ventajas en virtud de notable amplitud de extensión para cobertura de defectos en la región lumbosacra como en la úlcera por presión de la presente paciente. Este tipo de colgajo tiene una adecuada vascularización que se integra apropiadamente a los tejidos adyacentes. El riesgo quirúrgico por la extensión del colgajo hace un reto y desafío para el cirujano.

INTRODUCTION: The literature cites numerous surgical techniques for the coverage of defects in the lumbar-gluteal region, complexes secondary to neurological complications, such as: rotation flap, transposition flaps, musculocutaneous flaps (latissimus dorsi, gluteus maximus, vastus lateralis, among others). A severe compromise in the extension of the lumbar-gluteal defect makes it difficult to fully reconstruct it with immediate resolution. There are several surgical techniques to repair gluteus-lumbar skin defects caused by pressure ulcers related to chronic neurologic disorders including rotation flap, transposition flap, muscle cutaneous flap (latissimus dorsa flap, gluteus maximus flap, vastus lateralis flap). OBJECTIVE: Search for alternative coverage in extensive losses of substance based on the surrounding tissues and demonstrate the usefulness of the flaps for coverage of loss of substance, in reconstruction of extensive pressure ulcers in the lumbar area. CASE PRESENTATION: We present the case of a quadriplegic patient with loss of tissue in the lumbar and gluteal area of ​​great extension that was reconstructed with a transverse lumbar bi-pedunculated flap with random type vascularization. RESULTS: Reconstructive surgery was performed using a transverse lumbar bi-pedunculated flap with random-type vascularization, using a dermofat flap capable of closing severe, wide and complex lumbosacral defects, with satisfactory aesthetic results. CONCLUSIONS: The transverse lumbar flap is a reliable and recommendable surgical option with outstanding advantages by virtue of a remarkable amplitude of extension for coverage of defects in the lumbosacral region as in the pressure ulcer of the present patient. This type of flap has an adequate vascularity that is properly integrated into adjacent tissues. The surgical risk due to the extension of the flap makes it a challenge and challenge for the surgeon.