Síntese e caracterização de micropartículas de quitosana carregadas com melatonina promovem diferenciação e mineralização em células pré-osteoblásticas

Em termos de um novo andaime com boa capacidade osteoindutiva e osteocondutora, a melatonina (Mel) possui efeitos positivos na ligação química nas estruturas do andaime, o que pode permitir a diferenciação osteogênica. O objetivo deste estudo é fabricar micropartículas (MPs) de quitosana carregada com Mel (CS) como um novo substituto ósseo através da geração de um sistema de liberação sustentada de Mel a partir de MPs CS carregadas com Mel e avaliando seu efeito na capacidade osteogênica de MC3T3-E1 em vitro. As características físico-químicas dos CS MPs preparados foram examinadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura. O perfil liberado e a cinética de Mel de MPs foram quantificados, e a bioatividade do Mel liberado em células pré-osteoblásticas MC3T3-E1 foi caracterizada in vitro. Um ensaio de liberação de droga in vitro mostrou alta eficiência de encapsulação e liberação sustentada de Mel durante o período de investigação. Em um ensaio de osteogênese, CS MPs carregados com Mel aumentaram significativamente a expressão de mRNA de fosfatase alcalina (ALP) e a atividade de ALP em comparação com o grupo de controle. Enquanto isso, os genes de diferenciação específicos de osteoblastos, incluindo fator de transcrição relacionado a runt 2 (Runx2), proteína morfogênica óssea-2 (Bmp2), colágeno I (Col I) e osteocalcina (Ocn), também foram significativamente regulados positivamente. Além disso, o ensaio quantificacional à base de vermelho de alizarina demonstrou que CS MPs carregados com Mel aumentaram notavelmente o depósito de cálcio de MC3T3-E1 em comparação com os controles. Em essência, os MPs CS carregados com Mel podem controlar a liberação de Mel por um período de tempo para acelerar a diferenciação osteogênica de células de pré-osteoblastos in vitro.