Incorporación de extracto de aloe vera en nanopartículas para estimulación de osteoblastos.

Sierra García, Gerardo Daniel (2018) Incorporación de extracto de aloe vera en nanopartículas para estimulación de osteoblastos. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

El potencial de productos naturales para inducir la diferenciación de células mesenquimales hacia células osteoprogenitoras no ha sido evaluado. Aloe vera ha probado tener la capacidad de reparar o regenerar tejidos blandos y duros. El propósito de éste estudio es el de evaluar la capacidad del extracto de Aloe vera como un activo capaz de diferenciar células mesenquimales hacia osteoprogenitoras In vitro e In vivo para poder ser utilizado como un elemento capaz de inducir regeneración ósea. Material y métodos. Células mesenquimales derivadas de tejido adiposo de ovino fueron aisladas y sometidas a tratamientos para inducir diferenciación a linaje osteogénico. Las células fueron caracterizadas por citometría de flujo y criopreservadas. Para inducir diferenciación osteogénica, las células fueron cultivadas en medio convencional, osteogénico y enriquecido con Aloe vera por 8 días. Se evaluó la expresión de colágeno tipo 1 mediante tinciones y reacción en cadena polimerasa (PCR) en tiempo real. Se prepararon lotes de nanoparticulas poliméricas incorporando proteína y se caracterizaron mediante tamaño y morfología, así como porcentaje de encapsulación a través de la implementación de una técnica analítica espectroscópica y por microscopía electrónica de barrido. Lotes de nanopartículas fueron incorporados a hueso liofilizado pulverizado para realizar primeros ensayos In vivo. Para pruebas In vivo a 2 conejos macho de 3 kg les fue generado un defecto óseo en la tibia el cual fue rellenado con hueso liofilizado incorporado con nanopartículas con extracto de Aloe vera. Resultados. Se obtuvo un extracto a partir del gel extraído de la hoja de Aloe vera que se caracterizó por perfil de carbohidratos. Los ensayos in vitro demostraron la presencia de colágeno tipo 1, indicativo de diferenciación osteogénica. Se obtuvieron y aislaron los extractos de Aloe vera los cuales se incorporaron a nanopartículas poliméricas con un diámetro promedio de 150 nm mediante la técnica de doble emulsión-evaporación de solvente. En los cortes histológicos se observó una diferencia significativa entre la neoformación ósea entre el grupo en el cual fue incorporado hueso liofilizado con nanopartículas de extracto de Aloe vera y el grupo control. Conclusión. Estos resultados sugieren que la efectividad de la formulación de extracto de Aloe vera encapsulado en nanopartículas poliméricas biodegradables incorporadas sobre hueso promueve la actividad osteogénica y con ello la reparación más acelerada del defecto. ABSTRACT The potential of natural products to induce the differentiation of mesenchymal cells into osteoprogenitor cells has not been evaluated. Aloe vera has proven to have the ability to repair or regenerate soft and hard tissues. The purpose of this study is to evaluate the capacity of the extract of Aloe vera as an active able to differentiate mesenchymal cells towards osteoprogenitors In vitro and In vivo to be used as an element capable of inducing bone regeneration. Material and methods . Mesenchymal cells derived from ovine adipose tissue were isolated and subjected to treatments to induce differentiation to osteogenic lineage. The cells were characterized by flow cytometry and cryopreserved. To induce osteogenic differentiation, the cells were cultured in conventional, osteogenic medium and enriched with Aloe vera for 8 days. The expression of type 1 collagen was assessed by staining and polymerase chain reaction (PCR) in real time. Batches of polymeric nanoparticles incorporating protein were prepared and characterized by size and morphology, as well as percentage of encapsulation through the implementation of an analytical spectroscopic technique and by scanning electron microscopy. Lots of nanoparticles were incorporated into pulverized lyophilized bone to perform first in vivo assays. For in vivo tests to 2 male rabbits of 3 kg were generated a bone defect in the tibia which was filled with lyophilized bone incorporated with nanoparticles with Aloe vera extract. Results An extract was obtained from the gel extracted from the Aloe vera leaf, which was characterized by a carbohydrate profile. The in vitro tests demonstrated the presence of type 1 collagen, indicative of osteogenic differentiation. Aloe vera extracts were obtained and isolated and incorporated into polymeric nanoparticles with an average diameter of 150 nm using the double emulsion-solvent evaporation technique. In the histological sections, a significant difference was observed between bone neoformation between the group in which lyophilized bone was incorporated with Aloe vera extract nanoparticles and the control group. Conclusion. These results suggest that the effectiveness of the formulation of Aloe vera extract encapsulated in biodegradable polymer nanoparticles incorporated on bone promotes osteogenic activity and with it the more accelerated repair of the defect.

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