Evaluación del desempeño preclínico de soportes de Colágeno tipo I asociados con extractos vegetales de Aloe vera en un modelo animal de Cavia porcellus

Abstract

Los soportes empleados en la ingeniería de tejidos con el objetivo de promover la regeneración pueden ser modificados para controlar la liberación de extractos vegetales comúnmente usados en el cierre de herida. Nuestro grupo ha desarrollado soportes de Colágeno Bovino tipo I que contienen micropartículas de gelatina/Colágeno (SC-GC) e in vitro son capaces de liberar concentraciones no cito-tóxicas de un extracto de Aloe vera de manera sostenida durante las fases iniciales del cierre de herida (datos no publicados). En Colombia el uso de extractos de Aloe vera para el manejo de heridas está aprobado por el Instituto de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (INVIMA). El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño preclínico de un SC-GC cargado con un extracto acuoso de A. vera en un modelo de herida por escisión aguda en Cavia porcellus. Para ello, treinta cobayos fueron asignados de manera aleatoria en 6 grupos, de cinco animales cada uno. En tres grupos se realizaron dos heridas contralaterales de espesor total de 1 cm2 (herida pequeña); en los grupos restantes se efectuaron heridas de mayor tamaño 3cm2 (herida grande). Un grupo con herida pequeña y uno con herida grande fueron injertados en una de las heridas con SC-GC, otro grupo con distribución idéntica fue injertado con SC-GCs cargados con el extracto acuoso de A. vera (CS-GC-Av) y los grupos remanentes fueron tratados con micropartículas de gelatina/colágeno cargadas con el extracto vegetal. En todos los casos las heridas contralaterales se dejaron cerrar por segunda intención (Control). El seguimiento clínico se llevó a cabo los días 7, 15, 21, y 30, se evaluaron variables categóricas como persistencia del soporte, integración y severidad de las heridas. El día 30 los animales fueron sometidos a eutanasia y se tomaron muestras de tejido para procesamiento y análisis histológico e histomorfométrico. Los hallazgos clínicos, histológicos e histomorfométricos sugieren que SC-GCs cargados con el extracto no se integran en las heridas de piel y se degradan más lentamente que el soporte sin carga SC-GC, esto podría indicar que el extracto de A. vera disminuye la biocompatibilidad de los SC-GCs mediado posiblemente por un incremento en el grado de entrecruzamiento y la alteración del microambiente en el lecho de la herida.

Abstract. Scaffolds that support tissue growth can also be designed to control the release of plant extracts commonly used as wound healing agents. Our group has developed collagen type I scaffolds containing microparticles of gelatin-collagen (CS-GC) that in vitro sustain the release of non-cytotoxic concentrations of an extract of Aloe vera during a span of time that matches the in vivo remodeling stages of skin healing. The Colombian Drug Regulatory Agency (INVIMA) has approved the use of A. vera preparations to promote skin wound healing. The aim of this work was to perform a pre-clinical evaluation of the performance of a CS-GC loaded with an aqueous extract of A. vera mucilage gel in a Cavia porcellus wound model. Thirty guinea pigs were divided in six groups, of five animals each. Three groups had two contralateral acute full-thickness wounds of 1 cm2 (small wound); the remaining three had bigger (3cm2) full-thickness wounds (large wound). One small wound group and one large wound group were grafted on one side with CS-GC. Another small wound group and large wound group were grafted with CS-GC loaded with the aqueous extract of A. vera (CS-GCAv). The two remaining groups were treated with gelatin-collagen microparticles loaded with the plant extract. In all cases contralateral wounds were left to close by secondary intention (control). Clinical follow-ups were made at 7, 15, 21, and 30 days to assess wound contraction, persistency of the scaffold, integration rate and wound inflammatory state. At day 30th the animals were euthanized and skin biopsies were taken for histopathological and histomorphometric analysis. Clinical, histological and histomorphometric data suggest that CS-GCs loaded with the A. vera extract does not integrate into full-thickness skin wounds and have a degradation rate significantly lower than the one of CS-GC unloaded, these might indicate that the A. vera extract loaded into the CS-GCs harness the biocompatibility of the scaffolds increasing their cross-linking and changing the environment inside the wound bed. Keywords: Collagen, Drug Delivery System, In vivo, Scaffold, Aloe vera.