Immobilization of specific growth factors from platelet lysate at the surface of electrospun nanofibers for tissue engineering applications

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Ana Catarina Freitas Salazar de
Data de Publicação: 2013
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/27655
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)
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spelling Immobilization of specific growth factors from platelet lysate at the surface of electrospun nanofibers for tissue engineering applicationsGrowth factorsImmobilizationBiomaterialsPlatelet rich plasmaRegenerative medicineTissue engineering611-018.5577.261:620.1620.1:61Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Biomateriais, Reabilitação e Biomecânica)One of the major problems related with implantable biomaterials is the limited bioactivity and suboptimal integration with the host tissue. The functionalization of biomaterial substrates to insert biological cues by the immobilization of biomolecules at their surface has been proposed as effective to overcome some of these limitations. Different immobilization strategies can be followed (such as adsorption or covalent immobilization) however, a critical aspect to have in consideration is to keep the bioactivity of molecule functionality. Therefore, the work developed in this thesis aims to activate and functionalize the surface of electrospun polycaprolactone (PCL) nanofiber meshes by the insertion of chemical groups (i.e. amine groups) to achieve a covalent immobilization of antibodies. The immobilization of the defined antibodies will allow for the selective binding of growth factors (GFs), either recombinant or derived from a biological fluid such as Platelet Lysates (PLs) that are known to have high concentrations of autologous GFs. We determined the maximum immobilization capacity of the defined antibodies (i.e. TGF-β1, bFGF and VEGF) in the mentioned nanofibrous surface. The GFs of interest were further incubated into the corresponding biofunctionalized substrate, assessing the maximum binding capacity as well as the selective binding of the GFs from a pool of different proteins present in human platelet lysate samples. The bioactivity of the bound VEGF was further assessed by seeding and culturing a specific endothelial cell line (HPMEC-ST1.6R) over the biofunctionalized substrate. The biological data demonstrates that the immobilization strategy does not compromise the availability of the antibody neither the functionality of the bounded- GF. The combination of two antibodies (i.e. bFGF and VEGF) was tested in a mixed experiment or in separate regions of the same mesh in a side-by-side configuration. For the mix design, the biofunctionalized nanofibrous substrate was able to selectively bind two different GFs from the studied biological fluid. For the side-by-side a watertight chamber was developed to physically separate the substrate into two different areas, each one with a defined antibody just to validate the concept. Our results confirm the efficiency of the immobilization method as well as the bioactivity of the bound GFs, showing a promising potential for the immobilization of different antibodies and corresponding GFs depending on the intended application. This strategy will enable designing advanced autologous therapies since both GFs and cells could be from the same donor, allowing the implementation of very effective and personalized therapies.Um dos grandes problemas relacionados com a implantação de biomateriais é a limitada bioatividade e integração com o tecido local. A funcionalização de substratos de forma a inserir sinais biológicos através da imobilização de biomoléculas na sua superfície pode ser uma tentativa para ultrapassar estas limitações. Diferentes técnicas de imobilização podem ser realizadas (por exemplo, absorção e imobilização covalente); contudo, um fator importante a ter em consideração é manter a bioatividade da molécula. Nesse sentido, o trabalho desenvolvido nesta tese tem como objetivo a ativação e funcionalização da superfície de nano fibras produzidas por electrospinning através da inserção de grupos amina de modo a conseguir uma imobilização covalente dos anticorpos. A imobilização de anticorpos específicos permitirá uma ligação seletiva de fatores de crescimento (FC), que podem ser recombinantes, ou retirados a partir de um fluído biológico, neste caso o Lisado de Plaquetas, que é conhecido por apresentar grandes concentrações de fatores de crescimento. Ao longo deste projeto, diferentes ensaios foram realizados para determinar a capacidade máxima de imobilização de anticorpos (TGF-β1, bFGF e VEGF) no substrato acima mencionado. Os fatores de crescimento referidos foram então incubados no substrato nanofibroso correspondente, determinando a máxima capacidade de ligação, assim como a ligação específica dos fatores de crescimento a partir das diferentes proteínas presentes no lisado de plaquetas. A bioatividade do VEGF previamente ligado ao anticorpo foi determinada através de uma linha celular endotelial (HPMEC-ST1.6R). Os dados biológicos confirmaram que a estratégia de imobilização adotada não afetou a disponibilidade e funcionalidade do fator de crescimento. A combinação de dois anticorpos (bFGF e VEGF) foi testada misturando-os numa só solução ou então imobilizando-os lado a lado em áreas específicas da malha. No primeiro caso, através da mistura e consequente imobilização dos dois anticorpos, foi possível ao substrato biofuncionalizado selecionar dois fatores de crescimento distintos do Lisado de Plaquetas. Para a imobilização dos fatores lado a lado foi desenvolvido um sistema capaz de separar o substrato em duas áreas distintas, assegurando que as duas soluções não se misturavam. Estes resultados confirmaram a eficiência do método de imobilização, assim como a bioatividade dos FC. Com esta estratégia será possível selecionar diferentes fatores de crescimento tendo em vista a aplicação pretendida, bem como a implementação de uma terapia autóloga possibilitando o desenvolvimento de tratamentos mais efetivos e personalizados.Neves, N. M.Universidade do MinhoOliveira, Ana Catarina Freitas Salazar de2013-12-122013-12-12T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/27655eng201185938info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:27:41Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/27655Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:22:20.952417Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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