Management of bone diseases: looking at scaffold-based strategies for drug delivery

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bordone, Caroline Myriam
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/52849
Resumo: Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.
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spelling Management of bone diseases: looking at scaffold-based strategies for drug deliveryScaffoldsDrug deliveryBone regenerationMestrado integrado - 2021Ciências da SaúdeTrabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2021, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.O tecido ósseo caracteriza-se por uma capacidade autorregenerativa ímpar, completa e contínua. Porém, quando defeitos ósseos causados por distúrbios significativos na homeostase tecidual tomam grandes proporções, este processo autorregenerativo torna-se insuficiente. Além disso a população está cada vez mais envelhecida, sedentária e obesa constituindo sérios fatores de risco para o desenvolvimento de doenças ósseas associadas à insuficiência autorregenerativa e a morbilidade e mortalidade elevadas. Assim, torna-se imperativo descobrir abordagens estratégicas que visem a substituição, remodelação e regeneração óssea. Os "scaffolds" ósseos têm sido usados com sucesso como enxertos ósseos há muitos anos. Contudo, estratégias recentes de engenharia de tecido ósseo pretendem explorar a sua multifuncionalidade através da veiculação de fármacos. As doenças ósseas podem ser particularmente difíceis de tratar devido à não-vascularização da cartilagem adjacente, pelo que a administração de fármacos direcionada ao osso pode apresentar vários benefícios. Os mais conhecidos são as concentrações elevadas locais de fármaco, a diminuição do "uptake" sistémico e consequente minimização de efeitos adversos enquanto se assegura um espaço para crescimento de tecido ósseo novo e saudável. Apesar da evolução científica, poucos estudos incidem no uso de "scaffolds" ósseos como sistemas de veiculação de fármacos. Consequentemente, este trabalho tem como objetivo efetuar uma revisão da literatura sobre o uso de "scaffolds" ósseos como sistemas de veiculação de fármacos e assim reforçar o seu potencial para aplicações clínicas. Primeiramente, são apresentadas as propriedades que tornam um "scaffold" ósseo ideal para a veiculação de fármacos. Seguidamente, são descritos os distintos grupos de biomateriais, os diferentes processos de fabrico e de incorporação de fármacos. Posteriormente, é discutido o interesse terapêutico dos "scaffolds" como sistemas de veiculação de fármacos em cinco doenças ósseas - osteomielite, osteoporose, osteoartrite, osteossarcoma e metástases ósseas. Por fim, são examinados os desafios desta possível abordagem terapêutica e as perspetivas futuras. Embora os "scaffolds" ósseos apresentem benefícios terapêuticos ao agirem como sistemas de veiculação de fármacos, é necessário efetuar mais investigações pré-clínicas e clínicas para fortalecer a sua compreensão e permitir a tradução de evidência experimental na prática clínica. O descompasso entre a evolução científica e a regulamentação permanece como um dos principais desafios futuros.The bone tissue is peerlessly characterized for its complete and continuous self-regeneration capacity. However, large-scale bone defects caused by major disturbances in the tissue's homeostasis may overpower this self-regenerative process. Furthermore, the ageing population, the increment in obesity incidence, and the sedentary lifestyles are serious risk factors for the development of bone diseases which are associated with failure of the self-regenerative process, high morbidity and mortality rates. Thus, there is an ever-growing need for strategic approaches targeting bone replacement, its remodelling, and its regeneration. Bone scaffolds have successfully been used as synthetic bone grafts for many years, yet recent bone tissue engineering strategies draw the attention to explore their multifunctionality by investigating them as drug delivery systems. Considering the fact that bone illnesses can be substantially challenging to treat due to the avascular nature of the surrounding cartilage, targeted drug delivery to the bone can comprise many benefits. The most well-known are the local high drug concentrations, the diminutive systemic uptake, and subsequent adverse effects minimization whilst a space that secures new, healthy bone tissue growth is maintained. Despite this promising scientific progress, studies underlining bone scaffolds' use as local drug delivery systems are not abundant. In light of this, the present work aims to do a literature review of bone scaffolds' use for drug delivery purposes and thus bring to the fore their potential for clinical applications. Firstly, the properties of an ideal drug-loaded bone scaffold are presented. Next, distinct biomaterial groups alongside the different manufacturing technologies as well as drug-loading methods are described. Then, scaffolds' therapeutic interest as drug delivery systems is discussed for dive bone disorders - osteomyelitis, osteoporosis, osteoarthritis, osteosarcoma, and cancer bone metastasis. Finally, the challenges of this possible therapeutic approach and future perspectives are examined. Albeit bone scaffolds show therapeutic benefits by acting as drug delivery systems, further pre-clinical and clinical assessments are needed to strengthen their understanding and enable research evidence translation into clinical practice. The mismatch between scientific evolution and regulatory frameworks remains one of the major future challenges.Bettencourt, Ana Francisca de Campos SimãoRepositório da Universidade de LisboaBordone, Caroline Myriam2021-07-142021-06-302024-07-14T00:00:00Z2021-07-14T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/52849TID:202985474enginfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:58:18Zoai:repositorio.ul.pt:10451/52849Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:03:52.758765Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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