Hidrogel 3D incorporado com biovidro para sistema drug delivery: caracterização e estudo in vitro / 3D Hydrogel Incorporated with bioactive glass and drug delivery system: characterization and In vitro study

Atualmente há diversos tratamentos para a osteoporose, porém a maioria deles pode corroborar com o surgimento de outras complicações sistêmicas, para isso é de suma importância o desenvolvimento de terapias locais, visando diminuir ou eliminar os efeitos colateriais causados por medicamentos de uso oral. O objetivo nesse projeto foi avaliar a influência de hidrogéis, com sistema drug delivery, incorporados com partículas de vidro bioativo funcionalizadas com diferentes medicamentos, na osteogênese in vitro. Partículas de vidro bioativo foram sintetizadas e caracterizadas. Em seguida, foram funcionalizadas com os fármacos raloxifeno e ranelato de estrôncio usando a técnica sonoquímica. Hidrogéis de alginato foram sintetizados e incorporados com as partículas funcionalizadas usando impressão 3D em dimensões específicas. Os hidrogéis foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, análise de intumescimento e molhabilidade. Em testes in vitro, os hidrogéis foram cortados em medidas menores e usados para culturas de células para avaliar a atividade e diferenciação celular para osteogênese. Células mesenquimais foram isoladas de ratas ovariectomizadas, diferenciadas em osteoblastos e co-cultivadas com os hidrogéis. Viabilidade celular, conteúdo de proteína total, atividade de fosfatase alcalina, morfologia celular e formação de nódulos de mineralização foram analisados em intervalos de tempo definidos. Os dados quantitativos foram submetidos aos testes estatísticos de normalidade Kolmogorov-Smirnov, seguidos pelo teste não paramétrico Kruskal Walis e teste multiplo de Dunn, com nível de significância de 5%. A caracterização morfológica e físico-química evidenciou o sucesso da referida metodologia em confeccionar o novo biomaterial. Nos testes in vitro, todos os grupos de hidrogéis impressos 3D não se mostraram citotóxicos e permitiram a diferenciação celular. A atividade de fosfatase alcalina não apresentou diferença entre os grupos. Por meio da análise da morfologia celular por fluorencência direta foi possível observar que em todos os grupos com excessão ao HBRx as células exibiam morfologia poligonal de forma íntegra, todos os grupos apresentaram células aderidas na superfície dos materiais, sendo que a maior quantidade de células foi observada no grupo hidrogel com vidro bioativo incorporado com ranelato de estrôncio. Na análise da formação de nódulos de mineralização, todos os grupos apresentaram a formação dos nódulos, exceto o grupo HBRx. Os resultados evidenciaram sucesso na produção de todos os novos biomateriais, HP, HB HBRx e HBSr tanto na síntese quanto na impressão 3D, conforme verificado nos testes de MEV, EDS e Raman, enquanto nos testes in vitro os grupos com vidro bioativo, em sua maioria, apresentaram resultados positivos para o uso na engenharia tecidual. De modo geral hidrogéis impresso 3D com vidro bioativo sem fármaco (HB) e incorporado com fármaco ranelato de estrôncio (HBSr) são os biomateriais que se mostraram mais promissores em comparação aos demais grupos. (AU)

Currently, there are several treatments for osteoporosis; however, most of them can lead to the emergence of other systemic complications. Therefore, it is of utmost importance to develop local therapies aiming to reduce or eliminate the side effects caused by orally administered medications. The objective of this project was to evaluate the influence of hydrogels with drug delivery systems incorporated with bioactive glass particles functionalized with different drugs on in vitro osteogenesis. Bioactive glass particles were synthesized and characterized. Subsequently, they were functionalized with the drugs raloxifene and strontium ranelate using sonochemical technique. Alginate hydrogels were synthesized and incorporated with the functionalized particles using 3D printing in specific dimensions. The hydrogels were characterized by scanning electron microscopy, swelling analysis, and wettability assessment. In in vitro tests, the hydrogels were cut into smaller sizes and used for cell cultures to assess cell activity and differentiation for osteogenesis. Mesenchymal cells were isolated from ovariectomized rats, differentiated into osteoblasts, and co-cultured with the hydrogels. Cell viability, total protein content, alkaline phosphatase activity, cellular morphology, and mineralization nodule formation were analyzed at defined time intervals. Quantitative data were subjected to Kolmogorov-Smirnov normality tests, followed by non-parametric Kruskal-Wallis and multiple Dunn tests, with a significance level of 5%. The morphological and physicochemical characterization demonstrated the success of the methodology in fabricating the new biomaterial. In the in vitro tests, all groups of 3D-printed hydrogels were non-cytotoxic and allowed cell differentiation. Alkaline phosphatase activity showed no difference among the groups. Through direct fluorescence-based cellular morphology analysis, it was observed that cells in all groups except HBRx exhibited intact polygonal morphology, with cells adhering to the material surfaces in all groups. The highest quantity of cells was observed in the hydrogel group incorporating bioactive glass with strontium ranelate. In the mineralization nodule formation analysis, all groups showed nodule formation except for the HBRx group. The results demonstrated successful production of all new biomaterials (HP, HB, HBRx, and HBSr) in both synthesis and 3D printing, as verified by SEM, EDS, and Raman tests. Meanwhile, in vitro testing showed that groups with bioactive glass mostly exhibited positive results for tissue engineering purposes. Overall, 3D-printed hydrogels with bioactive glass without drugs (HB) and incorporated with strontium ranelate (HBSr) proved to be the most promising biomaterials compared to the other groups (AU)

Hydrogels in the Treatment of Degenerative Tendinopathy / Hidrogeles en el Tratamiento de la Tendinopatía Degenerativa

Abstract: Degenerative tendinopathy is a significant health problem, and its incidence increases yearly. This condition causes functional deficits in young and adult patients and sedentary or active individuals, resulting in health, social, and economic consequences. Due to limited blood supply, drug administration is complex for tendon diseases, such as degenerative tendinopathy. Biomaterials, such as hydrogels, have gained significant attention in designing drug delivery systems to treat musculoskeletal pathologies due to their attractive characteristics and the challenges posed by conventional drug delivery routes. This paper provides an overview of tendon pathology and discusses the use of hydrogels as drug carriers and release agents in emerging treatments.

Resumen: La tendinopatía degenerativa es un importante problema de salud, y su incidencia aumenta cada año en todo el mundo. Esta condición genera déficits funcionales en pacientes jóvenes o adultos, así como en personas sedentarias o activas, trayendo consigo repercusiones sanitarias, sociales y económicas. Debido al suministro de sangre limitado, la administración de medicamentos es compleja para las enfermedades de los tendones, como la tendinopatía degenerativa. El uso de biomateriales, como los hidrogeles, ha ganado una atención significativa en el diseño de sistemas de administración de fármacos para tratar patologías musculoesqueléticas debido a sus atractivas características y los desafíos que plantean las rutas convencionales de administración de fármacos. Este documento proporciona una descripción general de la patología del tendón y analiza el uso de hidrogeles como transportadores de fármacos y agentes de liberación en tratamientos emergentes.

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.

Bowel obstruction related to hydrogel beads.

BACKGROUND: Bowel obstruction due to accidental ingestion of foreign objects occurs rarely in children because 80 to 90% of the objects can pass freely through the gastrointestinal tract. CASE REPORT: We report a case of a 14-month-old infant who presented bowel obstruction caused by the ingestion of hydrogel beads (sodium polyacrylate). Hydrogel beads are used as sensory and didactic toys that can increase their initial size 200 to 400 times by liquid absorption. An abdominal X-ray was perfomed in anteroposterior supine projection, where a round filling defect at the loop of the right flank was detected; this came to our attention because hydrogel beads are usually radiolucent. The diagnosis was established by abdominal ultrasound where free intraperitoneal fluid was reported with data of small bowel pseudo-obstruction by foreign objects. Conservative treatment was prescribed, finding persistence of increased abdominal perimeter, so an enterotomy was performed for their removal; finding impacted hydrogel beads 30 centimeters from the ileocecal valve. CONCLUSIONS: Hydrogel beads are dangerous for the pediatric population. The evolution of the patient was favorable thanks to the knowledge of the foreign objects ingested. The expectant behavior that had to be executed, stands out because we had no knowledge as to the maximum size of the hydrogel in the gastrointestinal tract.

INTRODUCCIÓN: La obstrucción intestinal por ingesta accidental de cuerpos extraños se presenta muy rara vez en la edad pediátrica debido a que del 80 al 90% de los objetos pueden pasar libremente por el tracto gastrointestinal. CASO CLÍNICO: Se aborda el caso de una paciente de sexo femenino de 1 año 2 meses quien presentó obstrucción intestinal debido a la ingesta de esferas de hidrogel (poliacrilato de sodio). Dichas esferas, que son utilizadas como juguetes didácticos o sensoriales, aumentan de 200 a 400 veces su tamaño inicial mediante la absorción de agua. Se realizó radiografía abdominal en proyección decúbito supino, donde llamó la atención el hallazgo de defecto de llenado redondeado en asa de flanco derecho, ya que las esferas de hidrogel son radiolúcidas. El diagnóstico se estableció mediante ultrasonido abdominal, donde se reportó líquido libre peritoneal con datos de suboclusión por cuerpos extraños a nivel intestinal. Se indicó tratamiento conservador, encontrando persistencia de aumento de perímetro abdominal. Se realizó enterotomía y se encontraron las esferas impactadas a 30 centímetros de la válvula ileocecal. CONCLUSIONES: Las esferas de hidrogel son peligrosas para la población pediátrica. La evolución de la paciente fue favorable debido al conocimiento del objeto extraño ingerido. Sobresale la conducta expectante que se tuvo que desempeñar debido a que se desconocía el crecimiento de las esferas y en qué momento no podrían continuar su paso por el tracto gastrointestinal.

Esferas de hidrogel relacionadas con oclusión intestinal / Bowel obstruction related to hydrogel beads

Resumen Introducción: La obstrucción intestinal por ingesta accidental de cuerpos extraños se presenta muy rara vez en la edad pediátrica debido a que del 80 al 90% de los objetos pueden pasar libremente por el tracto gastrointestinal. Caso clínico: Se aborda el caso de una paciente de sexo femenino de 1 año 2 meses quien presentó obstrucción intestinal debido a la ingesta de esferas de hidrogel (poliacrilato de sodio). Dichas esferas, que son utilizadas como juguetes didácticos o sensoriales, aumentan de 200 a 400 veces su tamaño inicial mediante la absorción de agua. Se realizó radiografía abdominal en proyección decúbito supino, donde llamó la atención el hallazgo de defecto de llenado redondeado en asa de flanco derecho, ya que las esferas de hidrogel son radiolúcidas. El diagnóstico se estableció mediante ultrasonido abdominal, donde se reportó líquido libre peritoneal con datos de suboclusión por cuerpos extraños a nivel intestinal. Se indicó tratamiento conservador, encontrando persistencia de aumento de perímetro abdominal. Se realizó enterotomía y se encontraron las esferas impactadas a 30 centímetros de la válvula ileocecal. Conclusiones: Las esferas de hidrogel son peligrosas para la población pediátrica. La evolución de la paciente fue favorable debido al conocimiento del objeto extraño ingerido. Sobresale la conducta expectante que se tuvo que desempeñar debido a que se desconocía el crecimiento de las esferas y en qué momento no podrían continuar su paso por el tracto gastrointestinal.

Abstract Background: Bowel obstruction due to accidental ingestion of foreign objects occurs rarely in children because 80 to 90% of the objects can pass freely through the gastrointestinal tract. Case report: We report a case of a 14-month-old infant who presented bowel obstruction caused by the ingestion of hydrogel beads (sodium polyacrylate). Hydrogel beads are used as sensory and didactic toys that can increase their initial size 200 to 400 times by liquid absorption. An abdominal X-ray was perfomed in anteroposterior supine projection, where a round filling defect at the loop of the right flank was detected; this came to our attention because hydrogel beads are usually radiolucent. The diagnosis was established by abdominal ultrasound where free intraperitoneal fluid was reported with data of small bowel pseudo-obstruction by foreign objects. Conservative treatment was prescribed, finding persistence of increased abdominal perimeter, so an enterotomy was performed for their removal; finding impacted hydrogel beads 30 centimeters from the ileocecal valve. Conclusions: Hydrogel beads are dangerous for the pediatric population. The evolution of the patient was favorable thanks to the knowledge of the foreign objects ingested. The expectant behavior that had to be executed, stands out because we had no knowledge as to the maximum size of the hydrogel in the gastrointestinal tract.

Curación de úlceras venosas crónicas inducida con un hidrogel de aloe vera, sorbitol, alantoína y glicerol.

OBJETIVO: Evaluar la eficacia de un hidrogel compuesto con aloe vera, sorbitol, alantoína y glicerol, y estudiar clínicamente los niveles de interleucina 6 (IL-6) para el tratamiento de úlceras venosas (UV). MÉTODO: Se realizó un ensayo clínico no aleatorizado de un solo brazo en 10 sujetos. Cada sujeto fue tratado con el hidrogel durante ocho semanas. Tras completar el período de seguimiento, se realizó una evaluación final de las puntuaciones clínicas y moleculares de cada paciente, que se comparó con los datos iniciales. RESULTADOS: Los pacientes tratados con el hidrogel presentaron una reducción media del área de la UV de -1,12 cm5 (±2,53), reducción media del volumen de -1,47 cm6 (±3,43) y valor medio de IL-6 perilesional de -1,81 pg/mL (±8,07). También, se encontró una reducción media de la puntuación de la gravedad clínica venosa (VCSSr) de -9,3 (±2,62) y de la puntuación del dolor en la escala visual analógica (VAS) de -5,5 (±2,22). CONCLUSIÓN: La IL-6 es un indicador molecular útil para la vigilancia de la cicatrización de heridas. El tratamiento con un hidrogel a base de aloe vera, sorbitol y alantoína favorece la cicatrización de la herida, mejora la calidad de vida y reduce los niveles de dolor de la UV. CONFLICTO DE INTERÉS: El investigador principal, Dr Jorge Ulloa, declara recepción de recursos para investigación por parte de Humany Care. Este proyecto fue financiado por Humany Care.

Curación de úlceras venosas crónicas inducida con un hidrogel de aloe vera, sorbitol, alantoína y glicerol.

OBJETIVO: Evaluar la eficacia de un hidrogel compuesto con aloe vera, sorbitol, alantoína y glicerol, y estudiar clínicamente los niveles de interleucina 6 (IL-6) para el tratamiento de úlceras venosas (UV). MÉTODO: Se realizó un ensayo clínico no aleatorizado de un solo brazo en 10 sujetos. Cada sujeto fue tratado con el hidrogel durante ocho semanas. Tras completar el período de seguimiento, se realizó una evaluación final de las puntuaciones clínicas y moleculares de cada paciente, que se comparó con los datos iniciales. RESULTADOS: Los pacientes tratados con el hidrogel presentaron una reducción media del área de la UV de -1,12 cm5 (±2,53), reducción media del volumen de -1,47 cm6 (±3,43) y valor medio de IL-6 perilesional de -1,81 pg/mL (±8,07). También, se encontró una reducción media de la puntuación de la gravedad clínica venosa (VCSSr) de -9,3 (±2,62) y de la puntuación del dolor en la escala visual analógica (VAS) de -5,5 (±2,22). CONCLUSIÓN: La IL-6 es un indicador molecular útil para la vigilancia de la cicatrización de heridas. El tratamiento con un hidrogel a base de aloe vera, sorbitol y alantoína favorece la cicatrización de la herida, mejora la calidad de vida y reduce los niveles de dolor de la UV. CONFLICTO DE INTERÉS: El investigador principal, Dr Jorge Ulloa, declara recepción de recursos para investigación por parte de Humany Care. Este proyecto fue financiado por Humany Care.

The efficacy of immediate implantation of macroporous poly(N-[2-hydroxypropyl]-methacrylamide) hydrogel after laceration spinal cord injury in young rats / Eficacia de la implantación inmediata de hidrogel macroporoso de poli (N- [2-hidroxipropil] - metacrilamida) después de una lesión de la médula espinal en ratas jóvenes

SUMMARY: Spinal cord regeneration after mechanical injury is one of the most difficult biomedical problems. This article evaluates the effect of poly(N-[2-hydroxypropyl]-methacrylamide) hydrogel (PHPMA-hydrogel) on spinal cord regeneration in young rats after lateral spinal cord hemi-excision (laceration) at the level of segments T12-T13 (TrGel group). The locomotor function score (FS) and the paretic hindlimb spasticity score (SS) were assessed according to Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) and Ashworth scales, respectively, and compared to a group of animals with no matrix implanted (Tr group). Regeneration of nerve fibers at the level of injury was evaluated at ~5 months after spinal cord injury (SCI). One week after the SCI induction, the FS on the BBB scale was 0.9±0.5 points in the Tr group and 3.6±1.2 points in the TrGel group. In the Tr group, the FS in 5 months was significantly lower than in 2 weeks after SCI, while no significant changes in FS were detected in the TrGel group over the entire observation period. The final FS was 0.8±0.3 points in the Tr group and 4.5±1.8 points in the TrGel group. No significant changes in SS have been observed in the TrGel group throughout the experiment, while the Tr group showed significant increases in SS at 2nd week, 6th week, 3th month and 5th month. The SS in 5 months was 3.6±0.3 points on the Ashworth scale in the Tr group and 1.8±0.7 points in the TrGel group. Throughout the observation period, significant differences in FS between groups were observed only in 5 weeks after SCI, whereas significant differences in SS were observed in 2, 3 and 6-8 weeks post-injury. Glial fibrous tissue containing newly formed nerve fibers, isolated or grouped in small clusters, that originated from the surrounding spinal cord matter have been found between the implanted hydrogel fragments. In conclusion, PHPMA-hydrogel improves recovery of the hindlimb locomotor function and promotes regenerative growth of nerve fibers. Further research is needed to clarify the mechanism of this PHPMA-hydrogel effect.

RESUMEN: La regeneración de la médula espinal después de una lesión mecánica es uno de los problemas biomédicos más difíciles. Este artículo evalúa el efecto del hidrogel de poli (N- [2-hidroxipropil] -metacrilamida) (PHPMA-hidrogel) sobre la regeneración de la médula espinal en ratas jóvenes después de la hemiescisión lateral de la médula espinal (lesión) a nivel de los segmentos T12 - T13 (Grupo TrGel). La puntuación de la función locomotora (FS) y la puntuación de espasticidad parética de las patas traseras (SS) se evaluaron de acuerdo con las escalas de Basso- Beattie-Bresnahan (BBB) y Ashworth, respectivamente, y se compararon con un grupo de animales sin matriz implantada (grupo Tr). Se evaluó la regeneración de las fibras nerviosas al nivel de la lesión ~ 5 meses después de la lesión de la médula espinal (LME). Una semana después de la inducción de SCI, el FS en la escala BBB fue 0,9 ± 0,5 puntos en el grupo Tr y 3,6 ± 1,2 puntos en el grupo TrGel. En el grupo Tr, el FS en 5 meses fue significativamente menor que en 2 semanas después de SCI, mientras que no se detectaron cambios significativos en FS en el grupo TrGel durante el período de observación. El FS final fue de 0,8 ± 0,3 puntos en el grupo Tr y de 4,5 ± 1,8 puntos en el grupo TrGel. No se han obser- vado cambios significativos en SS en el grupo TrGel durante el experimento, mientras que el grupo Tr mostró aumentos significativos en SS en la 2ª semana, 6ª semana, 3º mes y 5º mes. La SS en 5 meses fue de 3,6 ± 0,3 puntos en la escala de Ashworth en el grupo Tr y de 1,8 ± 0,7 puntos en el grupo TrGel. A lo largo del período de observación, se observaron diferencias significativas en FS entre los grupos solo en 5 semanas después de la LME, mientras que se observaron diferencias significativas en SS en 2, 3 y 6-8 semanas después de la lesión. Entre los fragmentos de hidrogel implantados se observó tejido fibroso glial que contenía fibras nerviosas recién formadas, aisladas o agrupadas en pequeños grupos, que se originaban a partir de la materia de la médula espinal circundante. En conclusión, PHPMA-hydrogel mejora la recuperación de la función locomotora de las patas traseras y promueve el crecimiento regenerativo de las fibras nerviosas. Se requieren más estudios para aclarar el mecanismo del efecto de hidrogel PHPMA.

Regenerative potential of basic fibroblast growth factor contained in biodegradable gelatin hydrogel microspheres applied following vocal fold injury: Early effect on tissue repair in a rabbit model / Potencial regenerativo do fator básico de crescimento de fibroblastos contido em microesferas biodegradáveis de hidrogel de gelatina aplicadas após lesão de prega vocal: efeito inicial no reparo tecidual em modelo de coelho

Abstract Introduction Postoperative dysphonia is mostly caused by vocal fold scarring, and careful management of vocal fold surgery has been reported to reduce the risk of scar formation. However, depending on the vocal fold injury, treatment of postoperative dysphonia can be challenging. Objective The goal of the current study was to develop a novel prophylactic regenerative approach for the treatment of injured vocal folds after surgery, using biodegradable gelatin hydrogel microspheres as a drug delivery system for basic fibroblast growth factor. Methods Videoendoscopic laryngeal surgery was performed to create vocal fold injury in 14 rabbits. Immediately following this procedure, biodegradable gelatin hydrogel microspheres with basic fibroblast growth factor were injected in the vocal fold. Two weeks after injection, larynges were excised for evaluation of vocal fold histology and mucosal movement. Results The presence of poor vibratory function was confirmed in the injured vocal folds. Histology and digital image analysis demonstrated that the injured vocal folds injected with gelatin hydrogel microspheres with basic fibroblast growth factor showed less scar formation, compared to the injured vocal folds injected with gelatin hydrogel microspheres only, or those without any injection. Conclusion A prophylactic injection of basic fibroblast growth factor -containing biodegradable gelatin hydrogel microspheres demonstrates a regenerative potential for injured vocal folds in a rabbit model.

Resumo Introdução A disfonia pós-operatória é causada principalmente por cicatrizes nas pregas vocais. Tem sido relatado que o manejo cuidadoso da cirurgia das pregas vocais reduz o risco de formação de cicatriz. No entanto, a depender da lesão da prega vocal, o tratamento da disfonia pós-operatória pode ser desafiador. Objetivo Desenvolver uma nova abordagem regenerativa profilática para o tratamento de pregas vocais lesionadas após a cirurgia, com microesferas biodegradáveis de hidrogel de gelatina como sistema de administração de medicamentos para o Fator Básico de Crescimento de Fibroblastos (bFGF). Método A cirurgia laríngea videoendoscópica foi feita para criar lesão nas pregas vocais em 14 coelhos. Imediatamente após esse procedimento, microesferas biodegradáveis de hidrogel de gelatina com bFGF foram injetadas na prega vocal. Duas semanas após a injeção, as laringes foram excisadas para avaliação da histologia das pregas vocais e do movimento da mucosa. Resultados A presença de função vibratória deficiente foi confirmada nas pregas vocais lesionadas. A histologia e a análise de imagem digital demonstraram que as pregas vocais lesionadas injetadas com microesferas de hidrogel de gelatina com bFGF apresentaram menor formação de cicatriz, em comparação com as pregas vocais lesionadas injetadas apenas com microesferas de hidrogel de gelatina ou aquelas sem injeção. Conclusão Uma injeção profilática de microesferas biodegradáveis de hidrogel de gelatina com bFGF demonstra um potencial regenerativo para pregas vocais lesionadas em um modelo de coelho.

Percepção de enfermeiros acerca dos cuidados e a utilização de hidrogel em lesões por pressão / Perception of nurses about care and the use of hydrogel in pressure injuries

Resumo O estudo objetivou conhecer a percepção dos enfermeiros sobre a utilização do hidrogel em lesões por pressão. Trata-se de pesquisa com abordagem qualitativa realizada em uma instituição hospitalar pública de João Pessoa/Paraíba, onde a amostra foi composta por 17 enfermeiros atuantes no Centro de Terapia Intensiva, comissão de pele e sala vermelha. Os dados foram coletados através de uma entrevista utilizando um formulário semiestruturado, e a análise deu-se por meio da técnica de Análise de Conteúdo Temática. Foi revelado que existem fragilidades no que concerne aos conhecimentos dos enfermeiros em relação às lesões por pressão e à aplicação hidrogel. Observando-se a necessidade de realizar educação continuada nos serviços de saúde, com o objetivo de atenuar as limitações de conhecimentos dos enfermeiros no que se refere ao conceito, à classificação e às causas das lesões por pressão, bem como sobre a utilização do hidrogel.

Abstract The study aimed to know the perception of nurses about the use of hydrogels in pressure injuries. This is a research with a qualitative approach conducted in a public hospital in João Pessoa / Paraíba, where the sample consisted of 17 nurses working in the Intensive Care Center, skin committee and red room. Data were collected through an interview using a semi-structured form, and the analysis was performed using the Thematic Content Analysis. It was revealed that there are weaknesses regarding nurses' knowledge regarding pressure injuries and hydrogel application. Noting the need for continuing education in health services, with the aim of alleviating nurses' knowledge limitations regarding the concept, classification and causes of pressure injuries, as well as the use of hydrogel.

Resumen El estudio tuvo como objetivo conocer la percepción de las enfermeras sobre el uso de hidrogeles en lesiones por presión. Esta es una investigación con un enfoque cualitativo realizada en un hospital público en João Pessoa / Paraíba, donde la muestra consistió en 17 enfermeras que trabajan en el Centro de Cuidados Intensivos, el comité de la piel y la sala roja. Los datos fueron recolectados a través de una entrevista usando una forma semiestructurada, y el análisis se realizó usando la técnica de Análisis de Contenido Temático. Se reveló que existen debilidades con respecto al conocimiento de las enfermeras con respecto a las lesiones por presión y la aplicación de hidrogel. Observando la necesidad de educación continua en los servicios de salud, con el objetivo de aliviar las limitaciones de conocimiento de las enfermeras con respecto al concepto, clasificación y causas de las lesiones por presión, así como el uso de hidrogel.

Hidrogel de quitosana com nanofibras de Policaprolactona (PCL) associado a extratos fitoterápicos no metabolismo celular e ação antimicrobiana: estudo in vitro / Evaluation of the chitosan hydrogel with PCL nanofibers associated with phytotherapeutic extracts in cellular and microbiological activity: in vitro study

O objetivo neste estudo foi produzir hidrogel de quitosana (CH) com PCL e fitoterápicos para uso preventivo de úlcera de pressão. Os hidrogéis de CH foram produzidos com glicerofosfato (GP) e com xantana (X), associados ao PCL e foram caracterizados por estereomicroscopio, intumescimento, molhabilidade e MEV. Posteriormente foram submetidos ao teste de viabilidade (MTT) com fibroblastos HFF-1 e queratinócitos HaCat. O hidrogel que apresentou melhor resultado foi escolhido para continuar na pesquisa. Posteriormente, extratos de Pfaffia panculata K, Juglans regia L, Rosmarinus officinalis L, Zingiber officinale, Própolis e Hamamelis foram colocados em contato com cepas de Staphylococcus aureus (S.a) (ATCC 6538), Streptococcus pyogenes (S.p) (ATCC 19615), Staphylococcus epidermidis (S.e) (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (P.a) (ATCC 15442), Escherichia coli (E.c) (ATCC 25922) e Klebsiella Pneumoniae (K.p) (ATCC 4352) na forma planctônica nos testes de CIM e CMM. Os dois melhores extratos fitoterápicos foram avaliados quanto ao sinergismo no teste checkerboard e posteriormente associados ao hidrogel anteriormente eleito. A seguir, o comportamento da HaCat e HFF-1 com os hidrogéis foi analisado por MTT, proteína total, ELISA, genotoxicidade e formação de biofilme monotípico com suspensões padronizadas (107 cel/mL) de S.a, S.e, S.p, P.a, E.c e K.p. Na caracterização e viabilidade o hidrogel CHX PCL apresentou os melhores resultados. Os extratos selecionados após CIM, CMM e checkerboard foram gengibre (G) e própolis (P). O extrato G se destacou na CIM com inibição de K. p e P. a. Os extratos de G e P demonstraram ação microbicida para K. p e P. a e somente o extrato P obteve ação microbicida para S. a na CMM. Houve ação aditiva dos extratos associados no checkerboard para S.p e ação aditiva e sinérgica para S. e. Os grupos de hidrogéis foram compostos por: quitosana xantana (CHX), CHX própolis (CHXP), CHX gengibre (CHXG) e CHX própolis e gengibre associados (CHXPG), todos associados ao PCL. Todos os hidrogéis demonstraram viabilidade celular acima de 70% do grupo controle, permitindo metabolismo celular observado na proteína total. Houve quantificação de IL-6 maior no grupo CHX nas duas linhagens de células enquanto a quantificação de IL-10 não exibiu diferença estatística entre os grupos. Todos os hidrogéis promoveram redução acentuada de biofilme de K.p e E.c. Os grupos CHX, CHXP e CHXG reduziram biofilme de S.e. O grupo CHXG reduziu biofilme de S.p. Para S.a e P.a o grupo CHXPG foi mais eficaz reduzindo biofilme. Concluímos que os hidrogéis apresentaram resultados satisfatórios e promissores, trazendo inovação por associação de biopolímeros e associação de extratos fitoterápicos pouco estudados. Os resultados positivos justificam a continuidade dos estudos com esse biomaterial(AU)

The aim of this study was to produce chitosan hydrogel (CH) with PCL and herbal medicines for preventive use of pressure ulcers. The CH hydrogels were produced with glycerophosphate (GP) and xanthan (X), associated with PCL and were characterized by stereomicroscope, swelling, wettability and SEM. Subsequently, they were submitted to a viability test (MTT) with HFF-1 fibroblasts and HaCat keratinocytes. The hydrogel that presented the best result was chosen to continue the research. Subsequently, extracts of Pfaffia panculata K, Juglans regia L, Rosmarinus officinalis L, Zingiber officinale, Propolis and Hamamelis were placed in contact with strains of Staphylococcus aureus (Sa) (ATCC 6538), Streptococcus pyogenes (Sp) (ATCC 19615), epidermidis (Se) (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (Pa) (ATCC 15442), Escherichia coli (Ec) (ATCC 25922) and Klebsiella Pneumoniae (Kp) (ATCC 4352) in planktonic form in CIM and CMM tests. The two best herbal extracts were evaluated for synergism in the checkerboard test and subsequently associated with the previously elected hydrogel. Next, the behavior of HaCat and HFF-1 with hydrogels was analyzed by MTT, total protein, ELISA, genotoxicity and monotypic biofilm formation with standardized suspensions (107 cel / mL) of Sa, Se, Sp, Pa, Ec and Kp In the characterization and viability the CHX PCL hydrogel presented the best results. The extracts selected after MIC, CMM and checkerboard were ginger (G) and propolis (P). The G extract stood out in the MIC with inhibition of K. p and P. a. The extracts of G and P showed microbicidal action for K. p and P. a and only the extract P obtained microbicidal action for S. a in CMM. There was an additive action of the associated extracts on the checkerboard for S.p and an additive and synergistic action for S. e. The hydrogel groups were composed of: xanthan chitosan (CHX), CHX propolis (CHXP), CHX ginger (CHXG) and CHX propolis and ginger associated (CHXPG), all associated with PCL. All hydrogels demonstrated cell viability above 70% of the control group, allowing cellular metabolism observed in the total protein. There was a greater quantification of IL-6 in the CHX group in the two cell lines while the quantification of IL-10 did not show statistical difference between the groups. All hydrogels promoted a marked reduction in the biofilm of K.p and E.c. The CHX, CHXP and CHXG groups reduced S.e biofilm. The CHXG group reduced S.p. For S.a and P.a, the CHXPG group was more effective in reducing biofilm. We conclude that the hydrogels presented satisfactory and promising results, bringing innovation through association of biopolymers and association of phytotherapic extracts little studied. The positive results justify the continuity of studies with this biomaterial(AU)

Cost-effectiveness of hydrogel plugs in CT-guided lung biopsies. / Estudio de coste-efectividad sobre la utilización de un tapón de hidrogel en las biopsias pulmonares guiadas por tomografía computarizada.

OBJECTIVE: Using a hydrogel plug decreases the number of cases of pneumothorax and reduces the need for pleural drainage tubes in CT-guided lung biopsies. We aimed to analyze the cost-effectiveness of using hydrogel plugs. MATERIAL AND METHODS: We analyzed 171 lung biopsies divided into three groups: Group 1 (n=22): fine-needle aspiration cytology (FNAC) without hydrogel plugs; Group 2 (n=89): FNAC with hydrogel plugs; and Group 3 (n=60): FNAC plus core-needle biopsy (CNB) with hydrogel plugs. We calculated the total costs (direct and indirect) in the three groups. We analyzed the percentage of correct diagnoses, the average and incremental rations, and the most cost-effective option. RESULTS: Total costs: Group 1 = 1,261.28 + 52.65 = € 1,313.93; Group 2 = 1,201.36 + 67.25 = € 1,268.61; Group 3 = 1,220.22 + 47.20 = € 1,267.42. Percentage of correct diagnoses: Group 1 = 77.3%, Group 2 = 85.4%, and Group 3 = 95% (p = 0.04). Average cost-effectiveness ratio: Group 1 = 16.99; Group 2 = 14.85; and Group 3 = 13.34. CONCLUSIONS: Group 3 was the best option, with the lowest average cost-effectiveness ratio; therefore, the most cost-effective approach is to do FNAC and CNB using a dehydrated hydrogel plug at the end of the procedure.

Varying the vegetative and morphological traits of Thymus kotschyanus L. submitted to potassium silicate nanoparticles, superabsorbent hydrogel, effective microorganisms, and animal manure / Variação das características vegetativas e morfológ icas de thymus kotschyanus l. submetida a nanopartículas de silicato de potássio, o hidrogel superabsorvente, os microorgan ismos efetivos e o esterco animal

To study the effects of some new facilitators on the vegetative and morphological traits of Thymus kotschyanus, nine treatments were tested in the experimental rangeland field at the University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran. Treatments included control, potassium silicate nanoparticles (PSN) with two levels of 500 and 1000 mg/lit, superabsorbent hydrogel (SH) with two levels of 10 and 30 g/kg, animal manure (AM) with two levels of 100, 200 g/kg, and effective microorganisms (EM) with two levels of 1 and 2%. Data were subjected to one-way analysis of variance (ANOVA). Results of mean comparisons of treatments for Thymus kotschyanus characteristics showed that the highest amount of studied traits were observed in the treated SH 30 g/kg. These traits include plant height (19.44 cm), basal area (4.66 cm), canopy cover (99.11%), number of secondary branches (9.44) and depth of rooting (16.49 cm), aerial parts volume (26.77 cm3), root volume (17.66 cm3), aerial parts fresh weight (14.40 g), aerial parts dry weight (7.18 g), root fresh weight (3.98 g), and root dry weight (2.07 g). In general, the impact of treatments on Thymus growth traits were ranked as follows: SH 30 g/kg, PSN 1000 mg/lit, AM 200 g/kg, SH 10 g/kg, PSN 500 mg/lit, AM 100 g/kg, EM 2%, and EM 1%. In addition,the lowest plant traits were found in control. Overall, it is recommended extending the cultivation of this native medicinal plant by considering ecological conditions in each region. In addition, to promote the establishment and facilitate the growth of planted species, it is recommended using the facilitators utilized in the present work.

Para estudar os efeitos de alguns novos facilitadores sobre as características vegetativas e morfológicas de Thymus kotschyanus L., nove tratamentos foram testados no campo experimental de pastagens na Universidade de Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Irã. Os tratamentos incluíram controle, nanopartículas de silicato de potássio (PSN) com dois níveis de 500 e 1000 mg/L, hidrogel superabsorvente (SH) com dois níveis de 10 e 30 g/kg, esterco animal (AM) com dois níveis de 100 e 200 g/kg e microorganismos efetivos (EM) com dois níveis de 1 e 2%. Os dados foram submetidos a uma análise de variância unidirecional (ANOVA). Os resultados das comparações médias dos tratamentos para as características de Thymus kotschyanus L. mostraram que a maior quantidade das características estudadas foi observada no tratamento com SH 30 g/kg. Essas características incluem altura de plantas (19,44 cm), área basal (4,66 cm), cobertura de dossel (99,11%), número de ramos secundários (9,44) e profundidade de enraizamento (16,49 cm), volume de partes aéreas (26,77 cm3), volume de raiz (17,66 cm3), peso fresco de partes aéreas (14,40 g), peso seco de partes aéreas (7,18 g), peso fresco de raiz (3,98 g) e peso seco de raiz (2,07 g). Em geral, o impacto dos tratamentos nas características de crescimento de Thymus foi classificado da seguinte forma: SH 30 g/kg, PSN 1000 mg/L, AM 200 g/kg, SH 10 g/kg, PSN 500 mg/L, AM 100 g/kg, EM 2% e EM 1%. Além disso, as características mais baixas da planta foram encontradas no controle. Em geral, recomenda-se estender o cultivo desta plantamedicinal nativa considerando as condições ecológicas em cada região. Além disso, para promover o estabelecimento e facilitar o crescimento de espécies plantadas, recomenda-se utilizar os facilitadores utilizados no presente trabalho.

Estudo da gelificação do produto de digestão de ECM descelularizada para uso em engenharia de tecidos / Gelation study of extracellular matrix digestion products for tissue engineering

Os implantes utilizados para regeneração tecidual ainda falham na tentativa de mimetizar as propriedades da matriz extracelular (ECM), o que compromete a viabilidade e aplicabilidade do material. Além disso, permanece o desafio de desenvolver um método de aplicação minimamente invasivo para evitar danos teciduais adicionais (Badylak et al., 2015; Crapo et al., 2011; Xing et al., 2014). Assim, o objetivo do projeto é desenvolver um hidrogel injetável composto de ECM de pericárdio, tendão e osso bovino enzimaticamente digerida e reticulada com glutaraldeído, ésteres ativados de NHS e derivados de polietilenoglicol (PEG). O protocolo de digestão foi modificado de Willians (Williams et al., 2015), utilizando tripsina, pepsina e colagenase. A quantificação de GAGs e peptídeos mostrou que, independentemente do substrato e enzima utilizados, o processo em etapas gerou uma maior concentração de estruturas em relação ao processo contínuo. Adicionalmente, a análise de dicroísmo circular mostrou que o processo em etapas preservou mais estruturas secundárias. O perfil proteico das ECMs foi analisado como descrito em Flores (Flores et al., 2016), e foi verificado que ele é altamente diverso e tecido - específico. A ECM do pericárdio possui 94 tipos diferentes de proteínas, seguidas pela ECM do tendão (48) e pela ECM óssea (35), sendo o colágeno α1 (1) e o colágeno α2 (1) presentes em todas elas. Além disso, os produtos digeridos ECMp aumentaram a proliferação e diferenciação de células-tronco mesenquimais da medula óssea a osteoblastos maduros. A cinética do processo de gelificação, bem como as propriedades mecânicas do gel são dependentes do tipo de agente reticulante, assim como da concentração da gelatina. Este novo material é altamente personalizável e adaptável à aplicação biológica desejada

The implants used for tissue regeneration still fail to mimic properties of extracellular matrix. It compromises the material viability and applicability. Furthermore, the challenge to manufacture a minimally invasive delivery system for it to avoid extra tissue damage still remains (Badylak et al., 2015; Crapo et al., 2011; Xing et al., 2014). Thus, the project goal is to develop an injectable hydrogel composed of pericardium, tendon and bovine bone ECM enzymatically digested and crosslinked with glutaraldehye, activated esters of NHS and polyethylene glycol (PEG) derivatives. The digestion protocol was modified from Willians (Williams et al., 2015), using trypsin, pepsin and collagenase as lytic enzymes. GAGs and peptides quantification showed that regardless of the substrate and enzyme, the stepwise process yields a higher amount of GAGs and peptides in comparison with the continuous process. In addition, circular dicroism analysis showed that the stepwise process preserves more secondary structures of proteins. ECMs protein profile was analyzed as in Flores (Flores et al., 2016) and verified that it is the highly diverse and tissue-specific. Pericardium ECM has 94 different types of proteins, followed by tendon ECM (48) and bones ECM (35), being collagen α1(1) and collagen α2(1) present in all of them. Furthermore, the ECMp digested products enhanced bone marrow mesenchymal stem cells proliferation and differentiation in mature osteoblast. The kinetics of the gelification process, as well as mechanical properties of the gel is dependent of the type of crosslinker and concentration of gelatin. This new material is highly customizable and adaptable to the biological application

Desenvolvimento de biomateriais à base de quitosana: matriz de fibras eletrofiadas para regeneração tecidual e de hidrogel coacervado para entrega controlada de fármaco / Development of chitosan-based biomaterials: electrospun fiber matrix for tissue regeneration and coacervate hydrogel for controlled drug delivery

Os atuais avanços no desenvolvimento de biomateriais caminham para 2 áreas promissoras: a de regeneração tecidual e a de entrega controlada de fármacos. Assim, o presente estudo objetivou a síntese e caracterização de diferentes matrizes (fibras e hidrogel) à base de quitosana, a fim de se obter materiais biomiméticos para atuação em ambas áreas. Para regeneração, delineou-se a síntese de um arcabouço de fibras de quitosana com e sem cristais de nanohidroxiapatita onde, para isso, foram eletrofiadas soluções de quitosana (Ch) e de quitosana com nanohidroxiapatita (ChHa). Os espécimes de Ch apresentaram maior homogeneidade e maior diâmetro médio de fibras (690 ± 102 nm) que ChHa (358 ± 49 nm). No teste de viabilidade celular e na atividade da fosfatase alcalina não houve diferença estatística entre os grupos experimentais (Ch e ChHa), porém ambos diferiram do grupo controle (p < 0,001). Para o âmbito de liberação de fármacos, sintetizou-se, pela técnica de emulsão, dois tipos de hidrogéis: o primeiro, uma mistura da fase aquosa da solução de Ch (1 mL) e da solução de DNA (1 mL) (1:1) e o segundo, mistura da fase aquosa da solução de Ch (1 mL) e solução de Pectina (1 mL) (1:1). Ambas misturas foram realizadas em álcool benzílico (5 mL) com instrumento de dispersão de alto desempenho (31-34000 rpm min-1 por 5 min). Após a obtenção dos géis, 20mg de cada grupo foram imersos em uma solução aquosa de Própolis Verde (PV), na concentração de 70 µg/mL por 2 h e a cinética de liberação do PV foi analisada a 25 e 37oC em água e saliva artificial. Os espécimes obtidos foram liofilizados e depois caracterizados físicoquimicamente. A presença de pectina e de DNA foi comprovada por FTIR. A sorção de PV induziu uma modificação significativa da superfície do gel. Constatou-se uma separação de fases entre a quitosana e o DNA. A eficiência do encapsulamento não mudou significativamente entre 25 e 37oC. A cinética de liberação na água ou na saliva apresentou um mecanismo de duas etapas. E os resultados biológicos exibiram que esses materiais são aceitáveis no ambiente biológico. Assim, conclui-se que a matriz de fibras de quitosana com nHAp é capaz de promover diferenciação celular e a matriz de hidrogel de quitosana com Pectina ou DNA possui potencial para a liberação controlada de fármacos(AU)

Current advances in biomaterial development are moving to 2 promising areas: tissue regeneration and controlled drug delivery. Thus, the present study aimed the synthesis and characterization of different matrices (fibers and hydrogel) based on chitosan, in order to obtain biomimetic materials for performance in both areas. For regeneration, the synthesis of a scaffold of chitosan fibers with and without nanohydroxyapatite crystals was delineated, where chitosan (Ch) and chitosan with hydroxyapatite (ChHa) solutions were electrospun. Ch specimens presented higher homogeneity and larger mean fiber diameter (690±102nm) than ChHa (358 ± 49nm). In the cell viability test and alkaline phosphatase activity there was no statistical difference between the experimental groups. (Ch and ChHa), but both differed from the control group (p < 0,001). For the drug release scope, two types of hydrogels were synthesized by the emulsion technique: the first, a mixture of the aqueous phase of Ch solution (1 mL) and DNA solution (1 mL) (1:1) and the second, mixture of the aqueous phase of the Ch solution (1mL) and Pectin solution (1 mL) (1:1). Both mixtures were performed in benzyl alcohol (5 mL) with high performance dispersion instrument (31-34000 rpm min-1 for 5 min). After obtaining the gels, 20mg from each group were immersed in an aqueous solution of Propolis Green (PV), at a concentration of 70 µg/mL for 2 h and the release kinetics of PV were analyzed at 25 and 37oC in water and artificial saliva. The obtained specimens were lyophilized and then physically-chemically characterized. The presence of pectin and DNA was confirmed by FTIR. PV sorption induced a significant modification of the gel surface. A phase separation was found between chitosan and DNA. Encapsulation efficiency did not change significantly between 25 and 37oC. The release kinetics in water or saliva presented a two-step mechanism. And the biological results showed that these materials are acceptable in the biological environment. Thus, it is concluded that the nHAp chitosan fiber matrix is capable of promoting cell differentiation, whereas the chitosan hydrogel matrix with Pectin or DNA are potential biomaterials for controlled drug release(AU)

Quitosana, óxido de zinco e óleo essencial de pimenta rosa: propriedades e potencialidades de aplicações / Chitosan, zinc oxide and pink pepper essential oil: potential properties and applications

Objetivo: descrever propriedades e aplicações potenciais da quitosana, óxido de zinco e óleo essencial de pimenta rosa. Método: estudo descritivo, tipo informativo, mediante o levantamento do universo da produção científica. Resultados: a quitosana é um polímero que possui características tais como biodegrabilidade, biocompatibilidade, atoxicidade, baixo custo, produto natural e existe em grande quantidade na natureza. É suscetível de ser manipulada nos formatos de lâminas, filmes, fibras e géis. É uma molécula extremamente funcional exercendo ação mucoadesiva, anticoagulante, imunoestimulante, cicatrizante, antitumoral, hemostática, hipolipêmica, antimicrobiana, dentre outras. O óxido de zinco é um antimicrobiano com extraordinária eficácia bactericida e fungicida. Estudos têm investigado o óleo essencial da pimenta rosa e identificado que ele possui atividade diurética, adstringente, antidiarreica, anti-inflamatória, cicatrizante, bactericida, antiviral, analgésica, sedativa, expectorante, antipirética, vermífuga e antisséptica. Conclusão: a quitosana, o óxido de zinco e o óleo essencial de pimenta rosa apresentam, individualmente ou em conjunto, potencialidades para aplicações em áreas tais como embalagens ativas, tratamento de água, curativos e outras, em consequência da competência para minimizar ou erradicar a proliferação de micro-organismos patógenos.(AU)

Esterilização de hidrogéis para aplicações biomédicas / Sterilization of hydrogels for biomedical applications

A esterilidade é um requisito indispensável para a maioria dos biomateriais. Devido à sensibilidade dos hidrogéis, a sua esterilização apresenta-se como um desafio, sobretudo quando estão em causa nanoestruturas ou a presença de fármacos. O objetivo deste trabalho foi estudar os principais efeitos de diversos métodos de esterilização nas propriedades de diferentes tipos de sistemas à base de hidrogel. Além dos métodos convencionais (calor húmido e radiação gama) foi aferida a aplicabilidade da esterilização por ozono, um processo que embora se revele recente e ainda em fase de desenvolvimento, não deixa, no entanto, de ser bastante promissor. Estudou-se uma formulação de hidrogel natural nanoparticulado à base de quitosano (nanogel), com um largo espectro de possíveis aplicações, e duas formulações de hidrogéis sintéticos para aplicações oftálmicas (modelos de lentes de contato convencional e da nova geração de silicone-hidrogel), com e sem fármacos incorporados. Avaliaram-se alterações nas principais propriedades vitais ao bom desempenho e integridade dos materiais. No caso do nanogel: tamanho médio de partícula, potencial zeta, índice de polidispersão, absorvância, morfologia, estrutura química e citotoxicidade. No caso dos hidrogéis sintéticos: intumescimento, propriedades ópticas, permeabilidade iónica, molhabilidade, morfologia e topografia, estrutura química, propriedades mecânicas, citotoxicidade e perfil de libertação dos fármacos. Para garantir a melhor eficácia dos métodos de esterilização, realizaram-se testes de esterilidade após a contaminação intencional das amostras com diferentes cargas dos respetivos indicadores biológicos. A esterilização por calor húmido revelou-se o método mais agressivo, no caso do nanogel, e o menos agressivo para os hidrogéis sintéticos, quer na presença quer na ausência de fármacos. Relativamente à irradiação gama, para o nanogel, verificou-se que a sua resistência à irradiação aumenta consideravelmente na presença de açucares protetores. Já os hidrogéis sintéticos mostram-se resistentes à técnica, apresentando sinais de degradação evidente apenas para a dose mais elevada (25 kGy). Na presença de fármacos, a irradiação gama mostrou-se inadequada devido à sensibilidade dos mesmos. Os resultados obtidos são promissores no que diz respeito à aplicabilidade da esterilização por ozono, tanto para o nanogel como para os hidrogéis sintéticos, sem fármacos incorporados. Os fármacos sofrem, na generalidade, degradação quando expostos a este agente oxidante. Em suma, face à evidente complexidade dos fatores envolvidos (e.g. natureza, composição e propriedades dos materiais, estabilidade dos fármacos, condições e parâmetros dos processos esterilização), torna-se difícil generalizar os efeitos e prever o resultado dos métodos de esterilização. A escolha do processo mais adequado deve, portanto, ser feita caso a caso.

Sterility is mandatory requirement for most biomaterials. Because of their known sensitivity, hydrogel sterilization poses as a challenge, particularly when it comes to nanostructures or when drugs are incorporated. The main goal of this work was to study the key effects of different sterilization methods on the properties of different types of hydrogel-based systems. In addition to the conventional methods (steam heat and gamma radiation) the applicability of a promising new ozone method was assessed. Two formulations of synthetic hydrogels for ophthalmic applications (representing conventional contact lenses and new generation silicone-hydrogel contact lens), unloaded and loaded with ophthalmic drugs, were studied; and a natural chitosan-based nanostructured hydrogel (nanogel), with a broad spectrum of possible applications. Changes in the essential properties were evaluated. For synthetic hydrogels: swelling, optical properties, ionic permeability, wettability, morphology and topography, chemical structure, mechanical properties, cytotoxicity and drug release profile. For the nanogel: average particle size, zeta potential, polydispersity index, absorbance, morphology, chemical structure and cytotoxicity. In order to ensure the effectiveness of the sterilization methods, sterility tests were carried out after purposely contaminating the samples with different loads of biological indicators. Seam heat sterilization proved to be the most aggressive method for the nanogel, while being the least aggressive for the synthetic hydrogels in the presence and absence of drugs. Regarding gamma irradiation, the nanogel resistance to irradiation increased considerably in the presence of protective sugars. The synthetic hydrogels were resistant to this technique, showing signs of severe degradation only at the highest dose (25 kGy). In the presence of drugs, gamma irradiation proved to be inadequate due to drug degradation. The obtained results were encouraging with regard to the applicability of ozone sterilization for both the nanogel and the unloaded synthetic hydrogels. The drugs generally undergo degradation when exposed to this oxidizing agent. In view of the evident complexity of the factors involved (e.g. nature, composition and properties of materials, drug stability, conditions and parameters of sterilization processes), it is difficult to generalize the effects and predict the outcome of the sterilization methods. The selection of the most suitable procedure must be made on a case-by-case basis.

Avaliação da biocompatibilidade e atividade antimicrobiana in vitro da matriz de Hidrogel associada ao extrato glicólico do Punica granatum L. (romã) / Evaluation of biocompatibility and antimicrobial action in vitro of a hydrogel scaffolds Hydromatrix associated to glycolic extract of Punica granatum (pomegranate)

A matriz de hidrogel é um biomaterial de nanofibra peptídica tridimensional que induz o crescimento, migração e proliferação celular, assim favorecendo a regeneração tecidual. O objetivo deste trabalho foi avaliar a biocompatibilidade e a atividade antimicrobiana da matriz de hidrogel associado ao extrato romã e ao antimicrobiano ciprofloxacino. Para isso, foram realizadas análises microbiológicas sobre Enterococcus faecalis (ATCC 4083) em cultura planctônica, por meio d ensaio de microdiluição em caldo e em biofilme pelo teste de MTT. Para os ensaios da biocompatibilidade, foi utilizada cultura de macrófagos (RAW 264.7). A citotoxicidade foi avaliada pelo ensaio de MTT e a genotoxicidade foi realizado pelo teste de micronúcleo. A análise estatística foi realizada pelos testes ANOVA e Tukey, adotando o nível de significância 5%. Os resultados demonstraram que a matriz de hidrogel associado ao extrato de romã não apresentou atividade antimicrobiana para a cultura planctônica como para o biofilme de E. faecalis. Porém, não foi citotóxico e genotóxico para RAW 264.7. Por outro lado, o antimicrobiano ciprofloxacino apresentou atividade antimicrobiana sobre E. faecalis,além de ter apresentado efeitos citotóxico e genotóxico para os macrófagos. Com isso, foi possível concluir que o extrato de romã associado ou não a matriz de hidrogel apresenta ausência de citotóxico, genotóxico e efeito antimicrobiano

The hydrogel matrix is a three-dimensional peptide nanofiber biomaterial that induces cell growth, migration and proliferation, thus favoring tissue regeneration. The objective of this work was to evaluate the biocompatibility and antimicrobial activity of the hydrogel matrix associated with the pomegranate extract and the antimicrobial ciprofloxacin. For this, microbiological analyzes on Enterococcus faecalis (ATCC 4083) were carried out in planktonic culture, by means of the microdilution test in broth and in biofilm by the MTT test. For the biocompatibility assays, macrophage culture (RAW 264.7) was used. Cytotoxicity was assessed by the MTT assay and genotoxicity was performed by the micronucleus test. Statistical analysis was performed by the ANOVA and Tukey tests, adopting the significance level 5%. The results showed that the hydrogel matrix associated with the pomegranate extract did not show antimicrobial activity for the planktonic culture as for the E. faecalis biofilm. However, it was not cytotoxic and genotoxic for RAW 264.7. On the other hand, the antimicrobial ciprofloxacin showed antimicrobial activity on E. faecalis, besides having cytotoxic and genotoxic effects for the macrophages. With this, it was possible to conclude that the pomegranate extract associated or not with the hydrogel matrix shows absence of cytotoxic, genotoxic and antimicrobial effect

The measurement of intraocular pressure over positive soft contact lenses by rebound tonometry.

PURPOSE: To investigate if the accuracy of intraocular pressure (IOP) measurements using rebound tonometry over disposable hydrogel (etafilcon A) contact lenses (CL) is affected by the positive power of the CLs. METHODS: The experimental group comprised 26 subjects, (8 male, 18 female). IOP measurements were undertaken on the subjects' right eyes in random order using a Rebound Tonometer (ICare). The CLs had powers of +2.00D and +6.00D. Measurements were taken over each contact lens and also before and after the CLs had been worn. RESULTS: The IOP measure obtained with both CLs was significantly lower compared to the value without CLs (t test; p<0.001) but no significant difference was found between the two powers of CLs. CONCLUSIONS: Rebound tonometry over positive hydrogel CLs leads to a certain degree of IOP underestimation. This result did not change for the two positive lenses used in the experiment, despite their large difference in power and therefore in lens thickness. Optometrists should bear this in mind when measuring IOP with the rebound tonometer over plus power contact lenses.

Overnight corneal swelling with high and low powered silicone hydrogel lenses.

PURPOSE: To compare central corneal swelling after eight hours of sleep in eyes wearing four different silicone hydrogel lenses with three different powers. METHODS: Twenty-nine neophyte subjects wore lotrafilcon A (Dk, 140), balafilcon A (Dk, 91), galyfilcon A (Dk, 60) and senofilcon A (Dk, 103) lenses in powers -3.00, -10.00 and +6.00 D on separate nights, in random order, and on one eye only. The contra-lateral eye (no lens) served as the control. Central corneal thickness was measured using a digital optical pachometer before lens insertion and immediately after lens removal on waking. RESULTS: For the +6.00 D and -10.00 D, lotrafilcon A induced the least swelling and galyfilcon A the most. The +6.00 D power, averaged across lens materials, induced significantly greater central swelling than the -10.00 and -3.00 D (Re-ANOVA, p<0.001), (7.7±2.9% vs. 6.8±2.8% and 6.5±2.5% respectively) but there was no difference between -10.00 and -3.00 D. Averaged for power, lotrafilcon A induced the least (6.2±2.8%) and galyfilcon A the most (7.6±3.0%) swelling at the center (Re-ANOVA, p<0.001). Central corneal swelling with +6.00 D was significantly greater than -10.00 D lens power despite similar levels of average lens transmissibility of these two lens powers. CONCLUSIONS: The differences in corneal swelling of the lens wearing eyes are consistent with the differences in oxygen transmission of the silicone hydrogel lenses. In silicone hydrogel lenses central corneal swelling is mainly driven by central lens oxygen transmissibility.