Physicochemical and Tissue Response of PLA Nanofiber Scaffolds Sterilized by Different Techniques

• Published in: Odovtos Vol. 21; no. 3; p. 77
• Main Authors: Mendieta-Barrañon, Isarai, Chanes-Cuevas, Osmar A, Álvarez-Pérez, Marco A, González-Alva, Patricia, Medina, Luis A, Aguilar-Franco, Manuel, Serrano-Bello, Janeth
• Format: Journal Article
• Language: English; Spanish
• Published: San Jose Universidad de Costa Rica, Facultad de Odontologia 01.01.2019
• Subjects: Biocompatibility; Biodegradability; Bioengineering; Biomedical materials; Hydrogen peroxide; Inflammation; Internet; Polyethylene oxide; Polymers; Scanning electron microscopy; Spectrum analysis; Sterilization; Tissue engineering; γ Radiation; United States > US
• ISSN: 1659-1046; 2215-3411
• DOI: 10.15517/ijds.v0i0.35324

In recent years, tissue engineering has evolved considerably, due to the problems in the biomedical area concerning tissue regeneration therapies. Currently, work has been focused on the synthesis and physicochemical characterization of poly lactic acid scaffolds, a synthetic polyester that has been extensively study for its excellent biocompatibility and biodegradability. Moreover, sterilization strategies of scaffold are a crucial step for its application in tissue regeneration, however, the sterilization process have to maintain the structural and biochemical properties of the scaffold. Therefore, it is very important to carry out studies on the sterilization methods of the sample’s material, since translational medicine is intended for in vivo applications. The aim of the present study was designed to analyze the effects of different sterilization techniques, i.e. ethylene oxide (ETO), gamma radiation (GR) and hydrogen peroxide-based plasma (H2O2) in biodegradable PLA scaffolds, and to determine the best sterilization technique to render a sterile product with minimal degradation and deformation, and good tissue response. Analysis of surface morphology showed that ETO and GR modified the PLA scaffolds without any change in its chemical composition. Moreover, the histological response showed that the scaffolds are biocompatible and those sterilized by GR showed a more severe inflammatory response, accompanied with the presence of giant foreign body cells. In conclusion, the results show that among sterilization techniques used in the preset study, the best results were observed with H2O2 sterilization, since it did not significantly modify the surface structure of the PLA fibers and their in vivo response did not cause an unfavorable tissue reaction. En los últimos años, la ingeniería de tejidos ha evolucionado considerablemente, debido a las incógnitas en las terapias de regeneración en el área biomédica. Actualmente, se ha trabajado en la síntesis y caracterización fisicoquímica de andamios de poliácido láctico, el cual es un polímero sintético que se ha estudiado para aplicaciones en ingeniería de tejidos, debido a su biocompatibilidad y biodegradabilidad. El proceso de esterilización es un paso crucial en la aplicación de andamios en terapias de regeneración, sin embargo, la técnica de esterilización debe mantener las propiedades estructurales y bioquímicas del andamio. Por lo tanto, es muy importante realizar estudios sobre los métodos de esterilización de dichos andamios, ya que la medicina traslacional está diseñada para aplicaciones in vivo. El objetivo del presente estudio fue analizar los efectos de diferentes técnicas de esterilización como óxido de etileno (ETO), radiación gamma (GR) y plasma a base de peróxido de hidrógeno (H2O2) en andamios biodegradables de PLA, y determinar la mejor técnica de esterilización con mínima degradación y deformación, así como una respuesta tisular favorable. La estructura de la superficie de los andamios de PLA se modificó principalmente con las técnicas de óxido de etileno y radiación gamma, sin embargo, ninguna técnica modificó su composición química. Con la respuesta histológica se demostró que los andamios de PLA son biocompatibles y que los esterilizados por radiación gamma desencadenan una mayor respuesta inflamatoria y la formación de células gigantes de cuerpo extraño. En conclusión, los resultados muestran que las técnicas de esterilización utilizadas pueden modificar la morfología del andamio, sin embargo; los mejores resultados se observaron con la esterilización por plasma a base de peróxido de hidrógeno, ya que no modificó significativamente la estructura de la superficie de las fibras de PLA y su respuesta in vivo no provocó una reacción desfavorable en el tejido.