Publicação
Preparação de matrizes fibrosas fotoreticuladas para a regeneração de tecido vascular
| Resumo: | As doenças cardiovasculares são a principal causa de mortalidade a nível global. As complicações causadas por estas doenças obrigam ao recurso a cirurgias de bypass usando, geralmente, um vaso autólogo. Quando isto não é possível, a alternativa passa pelo uso de próteses vasculares heterólogas ou sintéticas. Face às limitações apresentadas por estes materiais, atualmente o trabalho de investigação dirige-se no sentido de desenvolver próteses por técnicas de engenharia de tecidos, ou seja, recorrendo a materiais biodegradáveis. Assim, a engenharia de tecidos propõe soluções para a reparação de vasos sanguíneos utilizando polímeros biodegradáveis como scaffolds. Os scaffolds fornecem o suporte necessário para que as células se fixem, proliferem e mantenham a sua função diferencial, favorecendo, desta forma, a regeneração do tecido. No presente trabalho pretendeu-se desenvolver um scaffold adequado para a regeneração de tecido vascular. Para tal fabricaram-se várias matrizes fibrosas fotoreticuladas, compostos por policaprolactona (PCL) e gelatina modificada com grupos metacrilamida (GelMA). A gelatina foi inicialmente funcionalizada com grupos metacrílicos de forma a possibilitar a sua reticulação química por polimerização radicalar. As matrizes fibrosas foram produzidas por electrospinning, empregando duas variações desta técnica: electrospinnning por blending e electrospinning coaxial. A primeira abordagem permitiu a produção de fibras homogéneas, compostas pela mistura de PCL e GelMA, enquanto que na segunda abordagem produziram-se fibras com uma estrutura “casca”-núcleo (core –shell), com o núcleo da fibra formado por PCL e a camada exterior formada por GelMA. Em ambas as abordagens produziram-se fibras com diferentes proporções dos dois componentes. Após o processo de electrospinning todas as membranas obtidas foram submetidas a um processo de fotoreticulação por irradiação de luz UV, de forma a reticular quimicamente a GelMA presentes nas fibras. As diferentes membranas poliméricas desenvolvidas, foram caracterizadas relativamente às suas propriedades químicas, morfológicas e biológicas.A análise SEM permitiu concluir que as fibras fotoreticuladas produzidas por electrospinning por blending apresentam sinais de degradadação quando a concentração de GelMA é mais elevada. Por sua vez, o processo de fotoreticulação não influencia a morfologia da superfície das fibras coaxiais. A análise de FTIR permitiu identificar a presença dos dois polímeros utilizados nas fibras sintetizadas. O estudo de perda de massa comprovou indiretamente o sucesso do processo de fotoreticulação, revelando que o as membranas fotoreticuladas perdem menos massa que as suas homólogas não retículadas. A determinação dos ângulos de contacto dinâmicos demonstrou que o scaffold de PCL exibia um carácter marcadamente hidrofóbico, contrariamente às membranas compósitas com GelMA que evidenciam um carácter hidrofílico. Relativamente aos estudos de hemocompatibilidade, estes demonstraram que o scaffold composto por PCL apresenta uma menor tendência para formar trombos. Todas as membranas compostas por GelMA são trombogénicas, sendo a formação de trombos mais elevada no caso das fibras coaxiais. A determinação do índice hemolítico sugere que nenhum dos scaffolds produzidos apresenta carácter hemolítico, apresentando um índice hemolítico inferior a 5%. Por fim, os estudos de viabilidade celular demonstram que os fibroblastos dermais, quando em contacto com as membranas sintetizadas, têm a capacidade de proliferar e aderir aos materiais. Face aos resultados apresentados, conclui-se que os scaffolds sintetizados possuem elevado potencial para o uso na regeneração do tecido vascular. |
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| Autores principais: | Santos, Patrícia Inês Soares Almeida dos |
| Assunto: | Electrospinning fotoreticulação scaffolds policaprolactona gelatina Electrospinning photocrosslinking scaffolds polycaprolactone gelatin |
| Ano: | 2016 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade de Coimbra |
| Idioma: | português |
| Origem: | Estudo Geral - Universidade de Coimbra |
| Resumo: | As doenças cardiovasculares são a principal causa de mortalidade a nível global. As complicações causadas por estas doenças obrigam ao recurso a cirurgias de bypass usando, geralmente, um vaso autólogo. Quando isto não é possível, a alternativa passa pelo uso de próteses vasculares heterólogas ou sintéticas. Face às limitações apresentadas por estes materiais, atualmente o trabalho de investigação dirige-se no sentido de desenvolver próteses por técnicas de engenharia de tecidos, ou seja, recorrendo a materiais biodegradáveis. Assim, a engenharia de tecidos propõe soluções para a reparação de vasos sanguíneos utilizando polímeros biodegradáveis como scaffolds. Os scaffolds fornecem o suporte necessário para que as células se fixem, proliferem e mantenham a sua função diferencial, favorecendo, desta forma, a regeneração do tecido. No presente trabalho pretendeu-se desenvolver um scaffold adequado para a regeneração de tecido vascular. Para tal fabricaram-se várias matrizes fibrosas fotoreticuladas, compostos por policaprolactona (PCL) e gelatina modificada com grupos metacrilamida (GelMA). A gelatina foi inicialmente funcionalizada com grupos metacrílicos de forma a possibilitar a sua reticulação química por polimerização radicalar. As matrizes fibrosas foram produzidas por electrospinning, empregando duas variações desta técnica: electrospinnning por blending e electrospinning coaxial. A primeira abordagem permitiu a produção de fibras homogéneas, compostas pela mistura de PCL e GelMA, enquanto que na segunda abordagem produziram-se fibras com uma estrutura “casca”-núcleo (core –shell), com o núcleo da fibra formado por PCL e a camada exterior formada por GelMA. Em ambas as abordagens produziram-se fibras com diferentes proporções dos dois componentes. Após o processo de electrospinning todas as membranas obtidas foram submetidas a um processo de fotoreticulação por irradiação de luz UV, de forma a reticular quimicamente a GelMA presentes nas fibras. As diferentes membranas poliméricas desenvolvidas, foram caracterizadas relativamente às suas propriedades químicas, morfológicas e biológicas.A análise SEM permitiu concluir que as fibras fotoreticuladas produzidas por electrospinning por blending apresentam sinais de degradadação quando a concentração de GelMA é mais elevada. Por sua vez, o processo de fotoreticulação não influencia a morfologia da superfície das fibras coaxiais. A análise de FTIR permitiu identificar a presença dos dois polímeros utilizados nas fibras sintetizadas. O estudo de perda de massa comprovou indiretamente o sucesso do processo de fotoreticulação, revelando que o as membranas fotoreticuladas perdem menos massa que as suas homólogas não retículadas. A determinação dos ângulos de contacto dinâmicos demonstrou que o scaffold de PCL exibia um carácter marcadamente hidrofóbico, contrariamente às membranas compósitas com GelMA que evidenciam um carácter hidrofílico. Relativamente aos estudos de hemocompatibilidade, estes demonstraram que o scaffold composto por PCL apresenta uma menor tendência para formar trombos. Todas as membranas compostas por GelMA são trombogénicas, sendo a formação de trombos mais elevada no caso das fibras coaxiais. A determinação do índice hemolítico sugere que nenhum dos scaffolds produzidos apresenta carácter hemolítico, apresentando um índice hemolítico inferior a 5%. Por fim, os estudos de viabilidade celular demonstram que os fibroblastos dermais, quando em contacto com as membranas sintetizadas, têm a capacidade de proliferar e aderir aos materiais. Face aos resultados apresentados, conclui-se que os scaffolds sintetizados possuem elevado potencial para o uso na regeneração do tecido vascular. |
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