Plant Recombinant Human Collagen Type I Hydrogels for Corneal Regeneration
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Purpose To determine feasibility of plant-derived recombinant human collagen type I (RHCI) for use in corneal regenerative implants Methods RHCI was crosslinked with 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) to form hydrogels. Application of shear force to liquid crystalline RHCI aligned the collagen fibrils. Both aligned and random hydrogels were evaluated for mechanical and optical properties, as well as in vitro biocompatibility. Further evaluation was performed in vivo by subcutaneous implantation in rats and corneal implantation in Göttingen minipigs. Results Spontaneous crosslinking of randomly aligned RHCI (rRHCI) formed robust, transparent hydrogels that were sufficient for implantation. Aligning the RHCI (aRHCI) resulted in thicker collagen fibrils forming an opaque hydrogel with insufficient transverse mechanical strength for surgical manipulation. rRHCI showed minimal inflammation when implanted subcutaneously in rats. The corneal implants in minipigs showed that rRHCI hydrogels promoted regeneration of corneal epithelium, stroma, and nerves; some myofibroblasts were seen in the regenerated neo-corneas. Conclusion Plant-derived RHCI was used to fabricate a hydrogel that is transparent, mechanically stable, and biocompatible when grafted as corneal implants in minipigs. Plant-derived collagen is determined to be a safe alternative to allografts, animal collagens, or yeast-derived recombinant human collagen for tissue engineering applications. The main advantage is that unlike donor corneas or yeast-produced collagen, the RHCI supply is potentially unlimited due to the high yields of this production method. Lay Summary A severe shortage of human-donor corneas for transplantation has led scientists to develop synthetic alternatives. Here, recombinant human collagen type I made of tobacco plants through genetic engineering was tested for use in making corneal implants. We made strong, transparent hydrogels that were tested by implanting subcutaneously in rats and in the corneas of minipigs. We showed that the plant collagen was biocompatible and was able to stably regenerate the corneas of minipigs comparable to yeast-produced recombinant collagen that we previously tested in clinical trials. The advantage of the plant collagen is that the supply is potentially limitless.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».