Microsfere visibili alla TAC consentono il tracciamento in vivo dell'intero corpo di scaffold iniettabili per l'ingegneria tissutale

Annalisa Bettini, Peter Stephen Patrick, Richard M. Day, Daniel J. Stuckey.

Materiali sanitari avanzati. 2024;13(17).

Sintesi

Questo studio ha sviluppato minuscole sfere simili a spugne (chiamate microcarriers) che possono trasportare cellule terapeutiche e, cosa importante, possono essere viste chiaramente nelle scansioni di imaging medico. I ricercatori hanno aggiunto un materiale di contrasto innocuo, il solfato di bario, in modo che le microsfere si vedano nelle scansioni di tomografia computerizzata (TC) dopo essere state iniettate nel corpo. In questo modo i medici possono verificare dove va a finire il materiale impiantato, per quanto tempo rimane al suo posto e se le cellule trapiantate rimangono vive. Nei test di laboratorio e negli studi sugli animali, le microsfere sono risultate sicure, hanno permesso alle cellule di crescere su di esse e sono rimaste visibili nelle scansioni per almeno due settimane. Le microsfere potrebbero anche essere somministrate attraverso iniezioni minimamente invasive, anche nel cuore. Complessivamente, questa tecnologia potrebbe contribuire a migliorare le terapie rigenerative, garantendo che le impalcature impiantate che trasportano le cellule raggiungano la giusta posizione e vi rimangano, offrendo al contempo ai medici un modo per monitorare il trattamento in tempo reale.

Astratto

Il rilascio e la ritenzione mirati sono requisiti essenziali per i prodotti impiantabili di ingegneria tissutale. I metodi di imaging non invasivi che possono confermare la localizzazione, la ritenzione e la biodistribuzione delle cellule trapiantate attaccate alle impalcature di ingegneria tissutale impiantate saranno preziosi per l'ottimizzazione e il miglioramento delle terapie rigenerative. Per rispondere a questa esigenza, un'impalcatura iniettabile di ingegneria tissutale costituita da microsfere altamente porose compatibili con il trapianto di cellule è stata modificata per contenere l'agente di contrasto della tomografia computerizzata (TC), il solfato di bario (BaSO4). Le microsfere tracciabili mostrano un elevato assorbimento di raggi X, con un contrasto che consente il tracciamento del corpo intero. Le microsfere sono cellularizzate con cellule staminali mesenchimali GFP+ Luciferasi+ e mostrano biocompatibilità in vitro. In vivo, le microsfere cellularizzate caricate con BaSO4 sono state somministrate nell'arto posteriore dei topi, dove sono rimaste vitali per 14 giorni. La co-registrazione delle immagini bioluminescenti 3D e delle ricostruzioni µCT consente di valutare il materiale dell'impalcatura e la co-localizzazione delle cellule. Le microsfere tracciabili sono anche compatibili con la somministrazione minimamente invasiva mediante iniezioni intramiocardiche transtoraciche guidate da ultrasuoni nei ratti. Questi risultati suggeriscono che le microsfere caricate con BaSO4 possono essere utilizzate come un nuovo strumento per ottimizzare le tecniche di somministrazione e tracciare la persistenza e la distribuzione dei materiali di impalcatura impiantati. Inoltre, le microsfere possono essere cellularizzate e hanno il potenziale per essere sviluppate in un prodotto combinato iniettabile di ingegneria tissutale per la rigenerazione cardiaca.

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https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.202303588