Citocompatibilidade de matrizes de quitosano/fosfato de cálcio
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10773/12147 |
Resumo: | A concepção de estruturas adequadas para suportar o restauro ou melhorar a função de tecidos é um dos maiores desafios da engenharia de tecidos. Essas estruturas ou scaffolds são materiais porosos tridimensionais que servem de matrizes para a adesão e proliferação das células bem como para a produção de matriz extracelular à taxa a que decorre a degradação do scaffold. Trabalhos anteriormente realizados no Departamento de Engenharia de Materiais e Cerâmica [15] estabeleceram as condições de preparação de scaffolds compósitos à base de quitosano reticulado com glutaraldeído (GA) combinado com grânulos de diferentes fosfatos de cálcio (hidroxiapatite (HAp), β-fosfato tricálcico (β-TCP) ou misturas bifásicas) para aplicações em reparação óssea. O presente estudo teve como objectivo avaliar o impacto das características dos scaffolds compósitos (porosidade, hidrofilicidade, rugosidade e propriedades mecânicas) na resposta celular (células MG-63). Para tal prepararam-se por atomização grânulos de HAp e de misturas bifásicas para posterior incorporação em scaffolds compósitos à base de quitosano reticulado. Todos os materiais produzidos foram caracterizados do ponto de vista estrutural, microestrutural e de comportamento mecânico. Prepararam-se também membranas com composição igual à dos scaffolds para avaliação da molhabilidade e da rugosidade. A resposta celular aos scaffolds preparados foi avaliada em termos de viabilidade, proliferação, adesão e morfologia celular bem como da actividade da fosfatase alcalina. Os scaffolds compósitos obtidos são estruturas porosas, de poros interconectados e com tamanhos apropriados para regeneração de tecido ósseo. Observou-se uma melhoria significativa da resistência mecânica dos scaffolds com a reticulação, sobretudo após tratamento térmico à temperatura de 50ºC, que indicia ser esta a temperatura óptima para reticulação. As medidas de ângulo de contacto e de rugosidade revelaram que as superfícies dos materiais compósitos em análise são maioritariamente hidrofóbicas e com rugosidades micrométricas, na gama dos 1,5-5,1μm. A resposta celular (linhagem celular MG-63) aos scaffolds compósitos, com grânulos de HAp ou bifásicos, evidenciou ser a concentração de glutaraldeído a variável com maior impacto na resposta biológica: 0.2% é a concentração de GA para a qual se registam os melhores níveis de adesão, proliferação e viabilidade celular. Embora as membranas compósitas com grânulos bifásicos tivessem evidenciado uma hidrofobicidade superior à das membranas com hidroxiapatite, tal diferença não se reflectiu significativamente no comportamento biológico dos scaffolds correspondentes. Apesar de evidenciarem melhores propriedades mecânicas, os scaffolds compósitos com elevado teor de reticulante (1%) apresentaram um pior desempenho biológico, confirmando ser a percentagem de reticulante o parâmetro que mais condiciona a resposta celular. Em conclusão, os scaffolds que induziram melhor resposta biológica foram os que apresentaram menor concentração de GA (0,2%) apresentando-se estes como as estruturas mais promissoras para aplicação em ET ósseo. |
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O presente estudo teve como objectivo avaliar o impacto das características dos scaffolds compósitos (porosidade, hidrofilicidade, rugosidade e propriedades mecânicas) na resposta celular (células MG-63). Para tal prepararam-se por atomização grânulos de HAp e de misturas bifásicas para posterior incorporação em scaffolds compósitos à base de quitosano reticulado. Todos os materiais produzidos foram caracterizados do ponto de vista estrutural, microestrutural e de comportamento mecânico. Prepararam-se também membranas com composição igual à dos scaffolds para avaliação da molhabilidade e da rugosidade. A resposta celular aos scaffolds preparados foi avaliada em termos de viabilidade, proliferação, adesão e morfologia celular bem como da actividade da fosfatase alcalina. Os scaffolds compósitos obtidos são estruturas porosas, de poros interconectados e com tamanhos apropriados para regeneração de tecido ósseo. Observou-se uma melhoria significativa da resistência mecânica dos scaffolds com a reticulação, sobretudo após tratamento térmico à temperatura de 50ºC, que indicia ser esta a temperatura óptima para reticulação. As medidas de ângulo de contacto e de rugosidade revelaram que as superfícies dos materiais compósitos em análise são maioritariamente hidrofóbicas e com rugosidades micrométricas, na gama dos 1,5-5,1μm. A resposta celular (linhagem celular MG-63) aos scaffolds compósitos, com grânulos de HAp ou bifásicos, evidenciou ser a concentração de glutaraldeído a variável com maior impacto na resposta biológica: 0.2% é a concentração de GA para a qual se registam os melhores níveis de adesão, proliferação e viabilidade celular. Embora as membranas compósitas com grânulos bifásicos tivessem evidenciado uma hidrofobicidade superior à das membranas com hidroxiapatite, tal diferença não se reflectiu significativamente no comportamento biológico dos scaffolds correspondentes. Apesar de evidenciarem melhores propriedades mecânicas, os scaffolds compósitos com elevado teor de reticulante (1%) apresentaram um pior desempenho biológico, confirmando ser a percentagem de reticulante o parâmetro que mais condiciona a resposta celular. Em conclusão, os scaffolds que induziram melhor resposta biológica foram os que apresentaram menor concentração de GA (0,2%) apresentando-se estes como as estruturas mais promissoras para aplicação em ET ósseo.The design of appropriate structures to restore or to improve tissue function is a major challenge in tissue engineering. Such structures are three-dimensional scaffolds or porous materials that support cells adhesion, proliferation and production of extracellular matrix at a rate that ideally should match the scaffold degradation. Previous studies at the Department of Materials and Ceramics Engineering [15] have established the conditions for the preparation of composite scaffolds based on chitosan crosslinked with glutaraldehyde (GA) combined with granules of different calcium phosphates (hydroxyapatite ( HAp ), β - tricalcium phosphate (β-TCP) or biphasic mixtures) for applications in bone repair. The present study aimed to assess the impact of the characteristics of the composite scaffolds (porosity, hydrophilicity, roughness and mechanical properties) in the cellular response (MG -63 cells). For this purpose, granules of HAp or of biphasic mixtures were prepared by spray drying and subsequently incorporated into composites scaffolds based on crosslinked chitosan. All the produced materials were characterized in terms of structure, microstructure and mechanical behavior. Composite membranes with same composition as the scaffolds were also prepared for the evaluation of the wettability and surface roughness. The cellular response to the produced scaffolds was evaluated in terms of viability, proliferation, adhesion and cell morphology as well as alkaline phosphatase activity. The obtained composite scaffolds are porous structures made of interconnected pores having suitable sizes for bone tissue regeneration. A significant improvement of the scaffolds mechanical strength was observed upon crosslinking, especially after heat treatment at a temperature of 50 ° C, which indicates that this is the optimum temperature for crosslinking. Contact angle and surface roughness measurements showed that the composite materials under analysis are mostly hydrophobic and with a micrometric roughness in the range of 1.5- 5.1μm. The cellular response (MG -63 cell line) to composite scaffolds with HAp or biphasic granules evidenced that GA concentration is the variable with the greatest impact on the biological response: 0.2 % is the concentration of GA to which correspond the best levels of cell adhesion, proliferation and viability. Although the composite membranes with biphasic granules have shown a higher hydrophobicity than membranes with hydroxyapatite, such difference is not significantly reflected by the biological behavior of the corresponding scaffolds. While evidencing better mechanical properties, composites scaffolds with high content of crosslinker (1%) showed a worse biological performance confirming the percentage of crosslinking as the parameter that most influences the cellular response. In conclusion, the scaffolds that induce the better biological performance were those having low concentration of GA (0.2 %), being these the most promising structures for application in bone tissue engineering.Universidade de Aveiro2014-04-17T11:25:32Z2013-01-01T00:00:00Z2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/12147TID:201575205porPinto, Flávia Rosana Vieirainfo: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:RCAAP2024-02-22T11:22:02Zoai:ria.ua.pt:10773/12147Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:48:22.719063Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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