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Updated: Sep 9, 2025
10:19
Ceramic Omnidirectional Bioprinting in Cell-Laden Suspensions for the Generation of Bone Analogs
Published on: August 8, 2022
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El modelo tridimensional de hoja celular mejora la precisión de la predicción in vitro del potencial osteogénico para
Liangwei Chen1,2, Guanxi Wu1,2, Siyu Liu1,2
1Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Peking University School and Hospital of Stomatology, Beijing, 100081, PR China.
Bioactive materials
|September 2, 2025
Resumen
Los metales biodegradables son prometedores, pero las pruebas celulares estándar sobreestiman la toxicidad. Un nuevo modelo de hoja celular 3D predice con precisión el rendimiento in vivo de los implantes basados en magnesio, mejorando la evaluación de seguridad preclínica para una mejor traducción clínica.
Área de la Ciencia:
- Ciencia de los biomateriales
- La Medicina Regenerativa
- En toxicología in vitro
Sus antecedentes:
- Los metales biodegradables ofrecen bioseguridad y promueven el crecimiento óseo, pero las pruebas in vitro actuales (ISO10993-5) a menudo muestran una citotoxicidad que contradice los datos in vivo.
- Los modelos de células monocapa existentes no logran capturar las complejas interacciones celulares y el microambiente 3D cruciales para evaluar los biomateriales implantables.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar un modelo de evaluación in vitro que se correlacione mejor con los resultados in vivo de los metales biodegradables.
- Evaluar la citotoxicidad y el potencial osteogénico de los metales a base de magnesio (Mg) utilizando un nuevo modelo de hoja celular en 3D.
Principales métodos:
- Hojas de células estromales de médula ósea (BMSC) de tres capas construidas mediante ensamblaje capa por capa.
- Evaluación de la citotoxicidad del magnesio puro 4N utilizando modelos de cocultivo de hojas celulares y monocapa.
- Se analizaron las proteínas de interacción célula-célula (N-caderina, fibronectina, vinculina), la expresión génica (ARN-seq, qRT-PCR) y la curación de defectos in vivo.
Principales resultados:
- Las láminas celulares mostraron una mayor interacción célula-célula, un mayor potencial osteogénico, una mayor expresión de Ki67 y una reducción de ROS/ apoptosis en comparación con las monocapas.
- La N-caderina en las láminas celulares fue crucial para la citoprotección contra la toxicidad por Mg.
- Los modelos de hoja celular predijeron con precisión la mejora osteogénica in vivo y la promoción de la curación de defectos por varios metales basados en Mg (4N / 5N Pure Mg, ZE21B, WE43).
Conclusiones:
- El modelo de hoja de células BMSC 3D proporciona una evaluación in vitro más precisa del rendimiento de los metales biodegradables que los métodos tradicionales de monocapa.
- Este avanzado modelo in vitro se correlaciona bien con los resultados in vivo, ofreciendo una alternativa prometedora para la evaluación de la seguridad preclínica.
- El modelo de hoja celular puede acelerar la traducción clínica de biomateriales basados en Mg al mejorar la fiabilidad de las pruebas de seguridad y eficacia en etapas tempranas.
