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中枢神経系損傷の治療のための同軸電気紡糸により製造されたVPA/PLGAマイクロファイバー
VPA/PLGA microfibers produced by coaxial electrospinning for the treatment of central nervous system injury.
PMID: 32294700 PMCID: PMC7162582. DOI: 10.1590/1414-431X20208993.
抄録
中枢神経系は、損傷後の再生能力が限られている。脊髄損傷（SCI）は壊滅的な外傷であり、損傷のレベルから遠位の感覚、運動、および 自律神経機能の喪失をもたらす。生体材料と生理活性物質の適切な組み合わせが、この状態を治療するための有望なアプロー チであると現在考えられている。バルプロ酸（VPA）の全身投与は、脊髄損傷の動物モデルにおいて機能回復を促進することが以前に示されている。本研究では、VPAをポリ乳酸-コ-グリコール酸(PLGA)マイクロファイバーに同軸電気紡糸法でカプセル化した。繊維は連続的で円筒形の形態、ランダムに配向した繊維であり、SCIへの応用に適した形態学的・機械学的特性を有していた。薬剤放出分析では、インビトロ試験の初日にVPAが急速に放出されることが示された。VPAを含む同軸繊維は、PC12細胞の接着、生存性、および増殖を支持した。さらに、VPA/PLGAマイクロファイバーは、文献に既に記載されているように、PC12細胞の生存率の低下を誘導した。脊髄損傷後のラットに生体材料を移植した。インプラントを受けた群は、対照群と比較して機能回復や組織再生の増加を示さなかった。これらの結果は、VPA/PLGAコアシェルマイクロファイバーの細胞適合性を示しており、他の戦略と組み合わせた場合には、SCI治療の有望なアプローチである可能性があることを示している。
The central nervous system shows limited regenerative capacity after injury. Spinal cord injury (SCI) is a devastating traumatic injury resulting in loss of sensory, motor, and autonomic function distal from the level of injury. An appropriate combination of biomaterials and bioactive substances is currently thought to be a promising approach to treat this condition. Systemic administration of valproic acid (VPA) has been previously shown to promote functional recovery in animal models of SCI. In this study, VPA was encapsulated in poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) microfibers by the coaxial electrospinning technique. Fibers showed continuous and cylindrical morphology, randomly oriented fibers, and compatible morphological and mechanical characteristics for application in SCI. Drug-release analysis indicated a rapid release of VPA during the first day of the in vitro test. The coaxial fibers containing VPA supported adhesion, viability, and proliferation of PC12 cells. In addition, the VPA/PLGA microfibers induced the reduction of PC12 cell viability, as has already been described in the literature. The biomaterials were implanted in rats after SCI. The groups that received the implants did not show increased functional recovery or tissue regeneration compared to the control. These results indicated the cytocompatibility of the VPA/PLGA core-shell microfibers and that it may be a promising approach to treat SCI when combined with other strategies.