In-Vivo Assessment of Tissue Compatibility and Calcification of Bulk and Porous Silicon

Abstract

The compatibility of both bulk and porous silicon at the subcutaneous site has been assessed for the first time, following ISO standard procedures. The in-vivo responses to implantation were monitored in the guinea pig and histopathological reactions evaluated at 1, 4, 12 and 26 weeks. Attention is focused here on the histological assessment protocols used, and the results demonstrating in-vivo evidence for good tissue compatibility, and porous Si bioactivity with regards calcification.

Novel Delivery Systems for Improving the Clinical Use of Peptides

“…Crystalline silicon has long been considered as bioinert material, until, in 1995, PSi was found to be bioactive (Canham, 1995), with its biologic behavior dependent on its porosity (Bowditch et al, 1999;Canham et al, 2000;Anderson et al, 2003). PSi dissolves to orthosilicic acid, a natural and biologically important form of silicon, for example, for optimal bone and collagen growth (Anderson et al, 2003;Salonen et al, 2008).…”

Biorelevant mesoporous silicon / polymer composites: directed assembly, disassembly, and controlled release

“…In our approach, the initial directionality is certainly facilitated by interactions between selective hydrophilic surfaces of biocompatible polycaprolactone (PCL) (Woodward, 1997) millimeter scale constructs (in this case cubes or hexagons) in a hydrophobic dispersion medium (a layered system of PFD and n-hexane), but our ability to produce isolated structures capable of ordinary handling entails the use of an erodible hydrophilic coupling reagent, such as a relatively inexpensive polysaccharide (starch), to achieve a reversible structure that is coupled at the monomer interface. By selecting a material such as mesoporous silicon in the composite building block formulation, the suitability of the overall three dimensional scaffold in applications such as orthopedic tissue engineering (Griffith, 2002) becomes apparent; this porous, spongy form of nanocrystalline Si has been shown previously to demonstrate bioactivity in simulated plasma whereby corrosion of the semiconductor with corresponding Si(OH) 4 release stimulates calcification along with a negligible inflammatory tissue response in vivo (Canham, 1995;Bowditch, 1999).…”

Contribución al estudio del comportamiento de silicio poroso nano-estructurado en fluidos corporales simulados para el desarrollo de nuevos materiales biocompatibles y biodegradables.

“…En este sentido en el silicio poroso se han efectuado gran cantidad de estudios, existen publicaciones referentes a la calcificación [2][3][4][5][6][7][8][9][13][14][15][16][17], adhesión y cultivo de células [18][19][20][21], redes neuronales [22], adsorción de proteínas [23][24][25][26] y estudios de biodegradabilidad [27][28][29][30][31], así como de biocompatibilidad in Vivo [32,33]. Además se han hecho estudios sobre problemas que pueden plantearse a la hora de utilizarlo en seres humanos, como por ejemplo, la esterilización en autoclave [34] y otras técnicas de esterilizado [35], o sobre técnicas de fabricación con el objeto de que no sea perjudicial para la salud [36].…”

“…Desde que en 1995 L. Canham descubrió que el silicio poroso es biocompatible [2] se han realizado diversos estudios que demuestran que en función de la porosidad y el tamaño de poro, este material puede ser bioactivo, bioinerte o biodegradable [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36]39]. Varios estudios hablan de que la velocidad de su disolución en fluidos biológicos depende de la porosidad y el tamaño de poro y puede ser controlada por los parámetros de fabricación [25][26][27][28][29][30][31][32].…”

“…Varios estudios hablan de que la velocidad de su disolución en fluidos biológicos depende de la porosidad y el tamaño de poro y puede ser controlada por los parámetros de fabricación [25][26][27][28][29][30][31][32]. Este hecho ha sido verificado en esta tesis; nuestras investigaciones además introducen novedades en el campo, por ejemplo, como la observación que determinados tratamientos químicos modifica el comportamiento del silicio poroso en fluido biológico simulado [8,40].…”