Synthesis and cytotoxicity evaluation of granular magnesium substituted beta-tricalcium phosphate

Objective: The aim of this study was to produce dense granules of tricalcium phosphate (β-TCP) and magnesium (Mg) substituted β-TCP, also known as β-TCMP (Mg/Ca=0.15 mol), in order to evaluate the impact of Mg incorporation on the physicochemical parameters and in vitro biocompatibility of this novel material. Material and Methods: The materials were characterized using X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), electron microscopy and inductively coupled plasma (ICP). Biocompatibility was assayed according to ISO 10993-12:2007 and 7405:2008, by two different tests of cell survival and integrity (XTT and CVDE). Results: The XRD profile presented the main peaks of β-TCP (JCPDS 090169) and β-TCMP (JCPDS 130404). The characteristic absorption bands of TCP were also identified by FTIR. The ICP results of β-TCMP granules extract showed a precipitation of calcium and release of Mg into the culture medium. Regarding the cytotoxicity assays, β-TCMP dense granules did not significantly affect the mitochondrial activity and relative cell density in relation to β-TCP dense granules, despite the release of Mg from granules into the cell culture medium. Conclusion: β-TCMP granules were successfully produced and were able to release Mg into media without cytotoxicity, indicating the suitability of this promising material for further biological studies on its adequacy for bone therapy.

Porcine peritoneum as source of biocompatible collagen in mice / Peritônio suíno como fonte de colágeno biocompatível em camundongos

PURPOSE: To investigate the biocompatibility and biodegradability of a membrane made from porcine peritoneum. METHODS: The membrane (5x5 mm) was inserted in the subcutaneous tissue on the back of 15 mice, which were killed after 1, 3 and 9 weeks (ISO 10993-6). The cellular components of the inflammatory response and degradation of the membrane were analyzed in hematoxylin-eosin-stained histological sections. RESULTS: After one week, mononuclear cells were observed inside the membrane. After three weeks, the material was almost completely absorbed. After nine weeks, there was no presence of material and there were signs of tissue remodeling. There was neither a foreign body reaction nor signs of tissue necrosis. CONCLUSION: The collagen membrane derived from porcine peritoneum is biocompatible and bioabsorbable when implanted in the subcutaneous tissue of mice.

OBJETIVO: Investigar a biocompatibilidade e biodegradabilidade de uma membrana feita de peritônio suíno. MÉTODOS: A membrana (5x5 mm) foi inserida no tecido subcutâneo dorsal de 15 camundongos, que foram mortos após uma, três e nove semanas (ISO 10993-6). Os componentes celulares da resposta inflamatória e a degradação da membrana foram analisados em cortes corados em hematoxilina-eosina. RESULTADOS: Após uma semana, células mononucleares foram observadas dentro da membrana. Após três semanas, o material foi quase completamente absorvido. Após nove semanas, não houve presença do material e houve sinais de remodelação tecidual. Não houve reação de corpo estranho nem sinais de necrose tecidual. CONCLUSÃO: A membrana colágena derivada de peritônio suíno é biocompatível e bioabsorvível quando implantada no tecido subcutâneo do camundongo.

IIhotas pancreáticas humanas viáveis para o transplante através do aumento da massa de células e do imunoisolamento com microcápsulas biocompatíveis / Obtention of human pancreatic islets for transplantation through an increase in cell mass and an immunoisolation with biocompatible microcapsules

O transplante de ilhotas pancreáticas humanas representa uma estratégia promissora para a cura do diabetes mellitus tipo 1 (DM1) mas a aplicação a todos os pacientes diabéticos ainda é impraticável devido à limitada disponibilidade de ilhotas ou células β e à necessidade de utilização de drogas imunossupressoras pelo paciente transplantado. O tratamento com imunossupressores após o transplante de ilhotas pode ser abolido quando se realiza o microencapsulamento das ilhotas pancreáticas. Neste trabalho investigou-se um novo biomaterial, Biodritina (alginato/sulfato de condroitina) adequado ao microencapsulamento que gelifica na presença de íons de cálcio ou bário. A biocompatibilidade das microcápsulas tem sido avaliada segundo o grau de pureza do alginato utilizado na sua confecção. Amostras de alginato comercial purificado foram analisadas, comprovando-se a presença de impurezas (polifenóis, endotoxinas, proteínas) em níveis elevados, que impedem sua aplicação clínica. Optou-se, portanto pela utilização do alginato comercial ultrapurificado nos experimentos descritos neste trabalho. Das formulações de biomateriais avaliadas, as microcápsulas de bário-Biodritina apresentaram o melhor desempenho em testes de estabilidade físico-química...

Alginate nanoparticles as antituberculosis drug carriers: formulation development, pharmacokinetics and therapeutic potential.

BACKGROUND: Reduction in the dosing frequency of antituberculosis drugs (ATDs) by applying drug delivery technology has the potential to improve the patient compliance in tuberculosis (TB). Alginate (a natural polymer) based nanoparticulate delivery system was developed for frontline ATDs (rifampicin, isoniazid, pyrazinamide and ethambutol). METHODS: Alginate nanoparticles were prepared by the controlled cation induced gelification method and administered orally to mice. The drug levels were analysed by high performance liquid chromatography (HPLC) in plasma/tissues. The therapeutic efficacy was evaluated in M. tuberculosis H37Rv infected mice. RESULTS: High drug encapsulation efficiency was achieved in alginate nanoparticles, ranging from 70%-90%. A single oral dose resulted in therapeutic drug concentrations in the plasma for 7-11 days and in the organs (lungs, liver and spleen) for 15 days. In comparison to free drugs (which were cleared from plasma/organs within 12-24 h), there was a significant enhancement in the relative bioavailability of encapsulated drugs. In TB-infected mice three oral doses of the formulation spaced 15 days apart resulted in complete bacterial clearance from the organs, compared to 45 conventional doses of orally administered free drugs. CONCLUSIONS: Alginate nanoparticles appear to have the potential for intermittent therapy of TB.

Cellular uptake of magnetic nanoparticle is mediated through energydependent endocytosis in A549 cells

Biocompatible silica-overcoated magnetic nanoparticles containing an organic fluorescence dye, rhodamine B isothiocyanate (RITC), within a silica shell [50 nm size, MNP@SiO2(RITC)s] were synthesized. For future application of the MNP@SiO2(RITC)s into diverse areas of research such as drug or gene delivery, bioimaging, and biosensors, detailed information of the cellular uptake process of the nanoparticles is essential. Thus, this study was performed to elucidate the precise mechanism by which the lung cancer cells uptake the magnetic nanoparticles. Lung cells were chosen for this study because inhalation is the most likely route of exposure and lung cancer cells were also found to uptake magnetic nanoparticles rapidly in preliminary experiments. The lung cells were pretreated with different metabolic inhibitors. Our results revealed that low temperature disturbed the uptake of magnetic nanoparticles into the cells. Metabolic inhibitors also prevented the delivery of the materials into cells. Use of TEM clearly demonstrated that uptake of the nanoparticles was mediated through endosomes. Taken together, our results demonstrate that magnetic nanoparticles can be internalized into the cells through an energy-dependent endosomal-lysosomal mechanism.

Resposta inflamátoria à membranas de biopolímero de cana-de-açucar e telas de polipropilenoR implantadas no peritôneo parietal de ratos / Inflammatory response to sugarcane biopolymer and polypropylene mesh implanted in the parietal peritoneum of rats

A resposta inflamatória a membranas de biopolímero de cana-de-açucar e telas de polipropileno aplicadas no peritônio parietal de ratos foram avaliadas por meio de formação de aderências com epiploo e alças intestinais. Foram utilizados 18 ratos machos Wistar, procedentes do biotério do departamento de antibióticos da UFPE. Os animais foram anestesiados com hidrato de cloral em solução a 10por cento, 7mg/Kg de peso por via intraperitoneal. Por meio de uma laparotomia mediana, retalhos triangulares com 1 cm de lado de membrana de biopolimero e de tela de polipropileno foram fixados no peritônio parietal com fio de poligalactina 6-0(vicryl(r)), em cada rato, por meio de três pontos simples, sendo um em cada vértice do triângulo. O fechamento da parede abdominal foi feito por sutura contínua com o fio de poligalactina 6-0 (Vicryl(r)). e a pele foi aproximada utilizando esse mesmo fio em pontos separados. Em todos os tempos do experimento, os animais receberam água potável e ração Labina(r) ad libitum. Os ratos, em grupos de seis, foram mortos por exsanguinação sob anestesia geral aos 21.60 e 90 dias de pós-operatório. Por meio de uma laparotomia mediana ampla, foram identificadas e quantificadas a presença de aderências, coleções, exudato livre, fístulas e a intensidade de sinais flogísticos. Ocorreram de forma similar aderências com epiploo aos implantes de biopolímero em 12 animais e aos implantes de polipropileno em 15 animais. foram observadas aderências de alças intestinais aos implantes de biopolímero em cinco animais, respectivamente (p=0,443),e aos implantes de polipropileno em quatro ratos. Em dois ratos foi observada hiperemia na área circunscrita ao implante da tela de polipropileno (p=1,000). As aderências foram encontradas de forma proporcional aos 21.60 e 90 dias. Em todos os ratos foi observado incorporação das próteses implantadas ao peritônio e não foram encontradas coleções, exudato livre e fístulas. O biopolímero de cana-de-açucar pode ser uma alternativa viável, comparável ao poliprobileno, para a confecção de telas para próteses cirúrgicas