Bioactive agent loaded hydrogel systems for dental tissue engineering applications

Yaşlanan popülasyonlarda ağız sağlığını olumsuz etkileyen diş kusurlarını tedavi etmek için doku mühendisliği ile geliştirilmiş ağız restorasyon ürünlerinin kullanımı günümüzde popüler bir yaklaşımdır. Uzun ömürlü gözenekli seramikler ve değişen hizmet ömrüne sahip biyobozunur doğal veya sentetik polimerlerden oluşan yapı iskeleleri arasında, enjekte edilebilir hidrojeller, pulpa boşluğu gibi düzdün olmayan boşlukları doldurma kabiliyeti ile diş pulpası yenilenmesi için idealdir. Bu çalışmada, farklı biyomalzemelerle farklı morfolojiler tasarlanarak iki tip enjekte edilebilir hidrojel formüle edilmiştir. İlk olarak, Td ilacının ve bir ginsenosid olan Rg1'in kontrollü salınımını sağlayan, Rg1 yüklü kitosan mikroküreleri (CSM) ile birleştirilmiş Tideglusib (Td) yüklü hyaluronik asit hidrojeller (HAH) vital pulpa rejenerasyonun iki temel gereksinimini; (i) insan dental pulpa kök hücrelerinin (DPSC) odontoblastik farklılaşması ve (ii) pulpanın vaskülarizasyonu karşılamak için geliştirildi. İkinci olarak, elektro-eğirilmiş çekirdek/kabuk fiberli yapıları (melatonin (Mel) yüklü polimetilmetakrilat (PMMA)/Td yüklü ipek fibroin (SF):çekirdek/kabuk) ile birleştirilmiş jelatin metakrilat (GelMA)/tiyollenmiş pektin (PecTH) hidrojelleri (GelMA/PecTH), DPSC'nin proliferasyonunu ve odontoblastik farklılaşmasını indüklemek için Td ve Mel'in kontrollü salınımını uzun bir süre boyunca sağlayan, alternatif enjekte edilebilir hidrojeller vital pulpa rejenerasyonunu sağlamak amaçlı tasarlanmıştır. İlk formülasyon için, spesifik genlerin (COL1A1, ALP, OCN, Axin-2, DSPP ve DMP1) ifadesi, Rg1 yüklü CSM mikroküreleri ile birleştirilmiş Td yüklü HAH hidrojelleri ile inkübe edilen DPSC'nin odontojenik farklılaştığını doğrulamıştır. Rg1 içeren hidrojel sistemlerinin anjiyojenik potansiyeli HUVEC ile Matrijeller üzerinde in vitro gösterilmiştir. İkinci formülasyon için yapılan hücre canlılığı analizi, 1/3 Mel/Td oranıyla PMMA/SF ile birleştirilen GelMA/PecTH hidrojel gruplarında DPSC'lerin daha fazla çoğaldığını göstermiştir. ALP aktivite testleri, Mel/Td oranı 3/1 olan PMMA/SF içeren hidrojel gruplarında DPSC'nin en yüksek odontojenik farklılaşma seviyesine sahip olduğunu göstermiştir. Bu nedenle, bu yeni enjekte edilebilir hidrojeller, pulpa rejenerasyonunu sağlama potasiyeline sahip biyomateryallerdir.