Influence of vancomycin controlled release from heparinized collagen/nanophased hydroxyapatite granules on osteblast and osteoclast cells

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Piedade, Kateline Cristina Mota
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/31097
Resumo: Dissertação de mestrado em Biotecnologia Farmacêutica, apresentada á Faculdade de Farmácia da universidade de Coimbra
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spelling Influence of vancomycin controlled release from heparinized collagen/nanophased hydroxyapatite granules on osteblast and osteoclast cellsOsteomieliteS. aureusvancomicinananohydroxyapatitecolagénioheparinaosteoclastososteoblastosDissertação de mestrado em Biotecnologia Farmacêutica, apresentada á Faculdade de Farmácia da universidade de CoimbraO osso é um dos tecidos mais dinâmicos do corpo humano, caracterizado pela sua capacidade regenerativa e de remodelação após lesão. O tecido ósseo pode ser alvo de doenças que o destroem e comprometem a sua auto-regeneração, como por exemplo a osteomielite. A osteomielite é uma infeção que afeta o tecido ósseo, tendo como principal causador da doença a bactéria Staphylococcus aureus (S. aureus). A vancomicina é um importante antibiótico pertencente à classe dos glicopéptidos, bem conhecido pela sua eficácia contra S. aureus e, portanto, frequentemente utilizado no tratamento da osteomielite. Compósitos de nanohidroxiapatite (nanoHA) e colagénio têm sido utilizados na regeneração óssea graças à sua semelhança com o osso, bioactividade, biodegradação e osteocondutividade. Tendo em conta essas propriedades, compósitos de nanoHA e colagénio podem ser utilizados como sistemas de libertação controlada, associados à heparina. A heparina é um polissacarídeo linear produzida pelos mastócitos e é utilizada, neste caso, para controlar a difusão da vancomicina a partir do scaffold. O principal objetivo deste trabalho era avaliar o comportamento de células ósseas, nomeadamente osteoblastos e osteoclastos, em contacto com a vancomicina continuamente libertada a partir de grânulos de nanoHA e colagénio heparinizados. Baseando-se em diferentes cinétcas de renovação de fluidos, confirmou-se uma libertação controlada do fármaco dos granulos em PBS , e a quantidade libertada mostrou-se suficiente para inibir o crescimento bacteriano, permanecendo abaixo dos valores considerados tóxicos. A vancomicina não revelou efeito citotóxico em nenhum dos tipos celulares testados. Ao invés disso, revelou um aparente efeito citostático. Apesar disso, os granulos heparinizados demonstraram mimetizar melhor o osso do que os restantes materiais testados, uma vez que as células revelaram uma melhor aderência, proliferação e diferenciação na presença desses grânulos. Portanto, grânulos de nanoHA/colagénio heparinizados poderão ser uma boa escolha no tratamento da osteomielite, uma vez que demonstraram ser capazes de inibir o crescimento bacteriano e, ao mesmo tempo, promover osseointegração e possível regeneração óssea.Bone is one of the most dynamic tissues of the human body, characterized by its great ability to self-regenerate and self-remodel after injury. Bone tissue can be exposed to some diseases that compromise its self-renewal, such as osteomyelitis. Osteomyelitis is a bone infection that can be caused by many species of microorganisms, being Staphylococcus aureus (S. aureus) the most commonly isolated organism. Vancomycin is an important glycopeptide antibiotic known by its efficacy against S. aureus and thus, frequently used in cases of osteomyelitis. Although vancomycin is able to eradicate the bacteria, it has no ability to induce bone regeneration itself, so a combined treatment including a biomaterial which has the ability to induce tissue regeneration would be a good strategy. Nanohydroxyapatite/collagen (nanoHA/collagen) composites have been used for bone regeneration because of its similarity to bone, bioactivity, biodegrability and osteoconductivity and, thereforem, may stimulate bone regeneration. Taking advantage of these properties, nanoHA/collagen composites can be used as a controlled Drug Delivery System by associating them with heparin. Heparin is a linear polysaccharide produced in mast cells that can control the diffusion of vancomycin from the scaffold. The main purpose of this work was to assess bone cells behavior, namely osteoblasts and osteoclasts, cultured in contact with vancomycin continuously released from heparinized nanoHA/collagen granules. Based on different renewal kinetics, a sustainable release of antibiotic from the granules in PBS was confirmed and the amount of vancomycin released was enough to inhibit bacterial growth, remaining below MTC values for S. aureus. In both cell type tested, vancomycin did not reveal to be cytotoxic but instead it seemed to have cytostatic effect, according to TRAP and ALP activity assay performed. Nevertheless, TRAP and ALP activity results revealed that heparinized nanoHA/collagen granules mimetize bone tissue better than all other materials tested once cells were able to adhere, proliferate and differentiate even after being exposed to vancomycin effects. Therefore, heparinized nanoHA/collagen composite might be a good choice regarding osteomyelitis treatment as they are capable of inhibit pathogen growth, promote osseointegration and tissue regeneration.2014info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/31097http://hdl.handle.net/10316/31097TID:201655594engPiedade, Kateline Cristina Motainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-01-20T17:48:40Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/31097Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:47:50.817101Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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