Estudio in vitro de permeabilidad, porosidad y crecimiento celular en membranas electrohiladas para prótesis vasculares

• Autores: Raúl A. Valencia, Yuliet Montoya, José Simón Sánchez Díaz, Isabel C. Ortiz, Lina Hoyos Palacio, John Bustamante
• Localización: Revista Colombiana de Cardiología, ISSN-e 2357-3260, ISSN 0120-5633, Vol. 24, Nº. 2, 2017, págs. 182-190
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • In vitro permeability, porosity and cell growth study in electrospin membranes for vascular grafts
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    Resumen Introducción y objetivos: En la actualidad la posibilidad de fabricación de implantes vasculares mediante la técnica de electrospinning ha ganado interés para vasos sanguíneos de diámetros pequeños. El potencial en aplicaciones vasculares reside en su capacidad de generar estructuras microporosas con gran área superficial. Sin embargo, poco se conoce del efecto de dicha microestructura y su espesor, tanto en las propiedades de transporte de masa como en la proliferación celular. El propósito de este trabajo es analizar la permeabilidad, la porosidad y el crecimiento celular en membranas electrohiladas para prótesis vasculares. Métodos: mediante electrohilado se fabricaron membranas para implantes de poliuretano con memoria de forma (Irogran) en dos espesores, muestra 0 entre 0,2 mm y 0,9 mm y muestra +1 entre 0,9 mm y 1,0 mm, sobre las cuales se sembraron fibroblastos cardiacos humanos por un periodo de incubación hasta de 10 días. La porosidad y permeabilidad se evaluaron mediante la norma ISO 7198 y la proliferación celular se analizó a través de microscopia óptica y electrónica de barrido (SEM). El número total de muestras fue 12 para cada espesor de referencia. El análisis de datos se llevó a cabo mediante una prueba tipo ANOVA. Resultados: las muestras +1 presentaron permeabilidad promedio de 55,5% menor que las 0, reducción de la porosidad de 10,24%, asociado a mayor crecimiento celular, evidenciado por sincitios celulares. Conclusiones: La variación de estructuras microporosas de gran área superficial para obtener implantes con la técnica de electrospinning, incide en el crecimiento celular y subsecuentemente en la permeabilidad y la porosidad, hecho que abre una gran oportunidad para su uso potencial en aplicaciones vasculares de diámetros pequeños.

  • English

    Abstract Introduction and motivation: Nowadays, the possibility of engineering vascular grafts by means of electrospinning has attracted interest for small-diameter blood vessels. Potential vascular application lies in their ability to generate microporous structures with a big surface area. However, little is know about the effect of such microstructure and its thickness, both regarding mass transportation as well as cell proliferation. The motivation of this work is to analyse the permeability, porosity and cell growth in electrospun membranes for vascular grafts. Methods: by electrospinning membranes for grafts made of memory polyurethane foam were fabricated in two thicknesses, sample 0 between 0.2 and 0.9 mm and sample +1 between 0.9 and 1.0 mm, amongst which human cardiac fibroblasts were grown during an incubation period of up to 10 days. Porosity and permeability were assessed according to ISO 7198 and cell proliferation was analysed with scanning optical and electronic microscopy (SEM). Total sample number was 12 for each baseline thickness. Data analysis was conducted by ANOVA test. Results: +1 samples presented an average permeability that was 55.5% lower than the 0 samples, 10.24% decrease in porosity associated to bigger cell growth, evidenced by syncytial cells. Conclusion: The variation of microporous structures of great surface area in order to obtain grafts by means of electrospinning technique affects cell growth and subsequently their permeability and porosity, thus offering an opportunity for its potential use in small-diameter vascular applications.