Caracterização estrutural e avaliação in vitro e in vivo do estímulo angiogênico do cobalto incorporado em vidro bioativo e desenvolvimento de scaffolds híbridos de poli (álcool vinílico) / vidro bioativo contendo cobalto
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/36452 |
Resumo: | A angiogênese tem sido estudada em terapias como o tratamento de insuficiência vascular periférica, terapias antigênicas e redução do fluxo sanguíneo que chega a comprometer os tecidos, sendo também um processo importante nas abordagens de regeneração tecidual usando biomateriais. Os biomateriais compreendem uma representativa fração dos produtos utilizados na área de saúde. Dentre estes, os vidros bioativos (VB) têm demonstrado flexibilidade de composição que permite a incorporação de diferentes íons com atividades fisiológicas e propriedades terapêuticas. O cobalto (Co) é um íon terapêutico que estimula a formação de novos vasos sanguíneos pela ativação do fator de crescimento endotelial vascular A (VEGFA) e pelo fator induzível por hipóxia subunidade 1 A (HIF1A). Scaffolds híbridos de poli (álcool vinílico) e vidro bioativo aparecem como uma estratégia promissora para acelerar o reparo tecidual. No entanto, os efeitos dos vidros incorporados com Co na angiogênese precisam ser investigados mais detalhadamente. Também não existem estudos em scaffolds híbridos, utilizando o método sol-gel e um sistema de formação de espuma, com a incorporação direta do íon terapêutico cobalto. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar o potencial angiogênico de VBs derivados do processo sol-gel contendo Co em sua estrutura, e de scaffolds híbridos contendo Co. Análises estruturais confirmaram a presença de Co na estrutura dos vidros bioativos e dos scaffolds híbridos. A viabilidade in vitro de células expostas à diferentes concentrações do produto iônico (PI) dos materiais não foi alterada. Demonstrou-se, através do ensaio de formação de tubos com HUVECs, que o PI do VB 2,5% de Co mimetiza o desempenho do VEGFA na indução de formação de vasos sanguíneos. Foi observado ainda o aumento da expressão dos genes VEGFA e HIF1A, após 14h de contato com o PI. Através dos estudos in vivo em ratos Wistar, mostrou-se que o VB incorporado com Co em sua estrutura foi capaz de aumentar a expressão de VEGFA e HIF1A, caracterizando uma estimulação do processo de angiogênese devido à liberação de Co. Já nos estudos com os scaffolds híbridos após a incorporação do Co, observou-se a formação de hidroxiapatita e excelente viabilidade celular nos ensaios in vitro. A incorporação de Co em VBs e scaffolds híbridos apresentou-se como promissora estratégia para aprimoramento do seu potencial para a angiogênese e engenharia de tecidos. |
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Marivalda de Magalhães Pereirahttp://lattes.cnpq.br/9917047902592244Marcos Augusto de SáBreno Rocha BarrioniCelso Martins Queiroz JúniorHermes de Souza CostaMichele Munk Pereirahttp://lattes.cnpq.br/4003685881854529Andréia Grossi Santos de Laia2021-06-10T19:28:10Z2021-06-10T19:28:10Z2020-04-24http://hdl.handle.net/1843/36452A angiogênese tem sido estudada em terapias como o tratamento de insuficiência vascular periférica, terapias antigênicas e redução do fluxo sanguíneo que chega a comprometer os tecidos, sendo também um processo importante nas abordagens de regeneração tecidual usando biomateriais. Os biomateriais compreendem uma representativa fração dos produtos utilizados na área de saúde. Dentre estes, os vidros bioativos (VB) têm demonstrado flexibilidade de composição que permite a incorporação de diferentes íons com atividades fisiológicas e propriedades terapêuticas. O cobalto (Co) é um íon terapêutico que estimula a formação de novos vasos sanguíneos pela ativação do fator de crescimento endotelial vascular A (VEGFA) e pelo fator induzível por hipóxia subunidade 1 A (HIF1A). Scaffolds híbridos de poli (álcool vinílico) e vidro bioativo aparecem como uma estratégia promissora para acelerar o reparo tecidual. No entanto, os efeitos dos vidros incorporados com Co na angiogênese precisam ser investigados mais detalhadamente. Também não existem estudos em scaffolds híbridos, utilizando o método sol-gel e um sistema de formação de espuma, com a incorporação direta do íon terapêutico cobalto. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar o potencial angiogênico de VBs derivados do processo sol-gel contendo Co em sua estrutura, e de scaffolds híbridos contendo Co. Análises estruturais confirmaram a presença de Co na estrutura dos vidros bioativos e dos scaffolds híbridos. A viabilidade in vitro de células expostas à diferentes concentrações do produto iônico (PI) dos materiais não foi alterada. Demonstrou-se, através do ensaio de formação de tubos com HUVECs, que o PI do VB 2,5% de Co mimetiza o desempenho do VEGFA na indução de formação de vasos sanguíneos. Foi observado ainda o aumento da expressão dos genes VEGFA e HIF1A, após 14h de contato com o PI. Através dos estudos in vivo em ratos Wistar, mostrou-se que o VB incorporado com Co em sua estrutura foi capaz de aumentar a expressão de VEGFA e HIF1A, caracterizando uma estimulação do processo de angiogênese devido à liberação de Co. Já nos estudos com os scaffolds híbridos após a incorporação do Co, observou-se a formação de hidroxiapatita e excelente viabilidade celular nos ensaios in vitro. A incorporação de Co em VBs e scaffolds híbridos apresentou-se como promissora estratégia para aprimoramento do seu potencial para a angiogênese e engenharia de tecidos.Angiogenesis has been studied in therapies such as the treatment of peripheral vascular insufficiency, antigenic therapies and reduction of blood flow that can compromise tissues, and it is also an important process in tissue regeneration approaches using biomaterials. Biomaterials comprise a representative fraction of the products used in the health area. Among these, bioactive glasses (BGs) have demonstrated flexibility in composition that allows the incorporation of different ions with physiological activities and therapeutic properties. Cobalt (Co) is a therapeutic ion that stimulates the formation of new blood vessels by activating vascular endothelial growth factor A (VEGFA), and by the hypoxia inducible factor 1 subunit A (HIF1A). Hybrid scaffolds made of poly (vinyl alcohol) and bioactive glass appear as a promising strategy to accelerate bone tissue repair. However, the effects of glasses incorporated with Co on angiogenesis need to be investigated in more detail. There are also no studies on hybrid scaffolds, using the sol-gel method and a foaming method, with the direct incorporation of the therapeutic ion cobalt. In this context, this work aimed to develop, characterize and evaluate BGs derived from the sol-gel process, containing cobalt in its structure, and of hybrid scaffolds containing Co. Structural analyzes confirmed the presence of Co in the structure of bioactive glasses and hybrid scaffolds. The in vitro viability of cells exposed to different concentrations of the ionic product (IP) of the materials has not been altered. It was demonstrated, through the tube formation test with HUVECS, that the IP of the BG containing 2.5%Co mimics the performance of VEGFA in the induction of blood vessels formation. It was also observed an increase in the expression of the VEGFA and H1F1A genes, after 14 hours of contact with the IP. Through in vivo studies in Wistar rats, it was shown that the BG incorporated with Co in its structure was able to increase the expression of VEGFA and H1F1A, characterizing a stimulation of the angiogenesis process due to the release of Co. For the hybrid scaffolds after the incorporation of Co, the formation of hydroxyapatite and excellent cell viability were observed in in vitro tests. The incorporation of Co in BGs and hybrid scaffolds proved to be a promising strategy to improve its potential for angiogenesis and tissue engineering.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de MinasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICAMateriaisCiência dos materiaisCobaltoVidros bioativosPoli (álcool vinílico)Vidro bioativoSol-gelFormação de espumaCobaltoCaracterização estrutural e avaliação in vitro e in vivo do estímulo angiogênico do cobalto incorporado em vidro bioativo e desenvolvimento de scaffolds híbridos de poli (álcool vinílico) / vidro bioativo contendo cobaltoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTese Andréia_versão final original.pdfTese Andréia_versão final original.pdfapplication/pdf19781025https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36452/1/Tese%20Andre%cc%81ia_versa%cc%83o%20final%20original.pdf4ef32840a568d979eb4604ed79feb6d0MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36452/2/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD521843/364522021-06-10 16:28:10.896oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-06-10T19:28:10Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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