Electrospun scaffolds based on a PCL/starch blend reinforced with CaO nanoparticles for bone tissue engineering.

Autor: García G; Universidad de Santiago de Chile (USACH), Facultad de Química y Biología, Departamento de Ciencias del Ambiente, Grupo Polímeros, Chile., Moreno-Serna V; Laboratorio de Química Medicinal, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad Arturo Prat, Casilla 121, Iquique 1100000, Chile., Saavedra M; Universidad de Santiago de Chile (USACH), Facultad de Química y Biología, Departamento de Ciencias del Ambiente, Grupo Polímeros, Chile., Cordoba A; Universidad de Santiago de Chile (USACH), Facultad de Química y Biología, Departamento de Ciencias del Ambiente, Grupo Polímeros, Chile., Canales D; Instituto de Ciencias Naturales, Facultad de Medicina Veterinaria y Agronomía, Universidad de Las Américas, Manuel Montt 948, Santiago 7500975, Chile., Alfaro A; Laboratorio de Inmunología de la Reproducción, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile; Centro para el Desarrollo en Nanociencia y Nanotecnología-CEDENNA, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile., Guzmán-Soria A; Universidad de Santiago de Chile (USACH), Facultad de Química y Biología, Departamento de Ciencias del Ambiente, Grupo Polímeros, Chile; Laboratorio de Inmunología de la Reproducción, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile., Orihuela P; Laboratorio de Inmunología de la Reproducción, Facultad de Química y Biología, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile; Centro para el Desarrollo en Nanociencia y Nanotecnología-CEDENNA, Universidad de Santiago de Chile, Santiago, Chile., Zapata S; Universidad EIA, Escuela de Ingeniería y Ciencias Básicas. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación, Grupo GIICA, Envigado, Colombia., Grande-Tovar CD; Grupo de Investigación en Fotoquímica y Fotobiología, Universidad del Atlántico, Carrera 30 # 8-49, Puerto Colombia 081008, Colombia., Valencia-Llano CH; Grupo Biomateriales Dentales, Escuela de Odontología, Universidad del Valle, Calle 4B # 36-00, Cali 76001, Colombia., Zapata PA; Universidad de Santiago de Chile (USACH), Facultad de Química y Biología, Departamento de Ciencias del Ambiente, Grupo Polímeros, Chile.
Jazyk: angličtina
Zdroj: International journal of biological macromolecules [Int J Biol Macromol] 2024 Jul; Vol. 273 (Pt 1), pp. 132891. Date of Electronic Publication: 2024 Jun 05.
DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.132891
Abstrakt: Electrospun nanocomposite scaffolds with improved bioactive and biological properties were fabricated from a blend of polycaprolactone (PCL) and starch, and then combined with 5 wt% of calcium oxide (CaO) nanoparticles sourced from eggshells. SEM analyses showed scaffolds with fibrillar morphology and a three-dimensional structure. The hydrophilicity of scaffolds was improved with starch and CaO nanoparticles, which was evidenced by enhanced water absorption (3500 %) for 7 days. In addition, PCL/Starch/CaO scaffolds exhibited major degradation, with a mass loss of approximately 60 % compared to PCL/Starch and PCL/CaO. The PCL/Starch/CaO scaffolds decreased in crystallinity as intermolecular interactions between the nanoparticles retarded the mobility of the polymeric chains, leading to a significant increase in Young's modulus (ca. 60 %) and a decrease in tensile strength and elongation at break, compared to neat PCL. SEM-EDS, FT-IR, and XRD analyses indicated that PCL/Starch/CaO scaffolds presented a higher biomineralization capacity due to the ability to form hydroxyapatite (HA) in their surface after 28 days. The PCL/Starch/CaO scaffolds showed attractive biological performance, allowing cell adhesion and viability of M3T3-E1 preosteoblastic cells. In vivo analysis using a subdermal dorsal model in Wistar rats showed superior biocompatibility and improved resorption process compared to a pure PCL matrix. This biological analysis suggested that the PCL/Starch/CaO electrospun mats are suitable scaffolds for guiding the regeneration of bone tissue.
Competing Interests: Declaration of competing interest The authors declare no conflict of interest.
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Databáze: MEDLINE
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