Obtenção de fibras da blenda polimérica Cellprene® com aditivos por centrifugal spinning e electrospinning para aplicação como scaffold

Abstract

Um dos principais desafios da Engenharia de Tecidos é produzir matrizes 3D com uma estrutura suficientemente favorável para a viabilidade e propagação das células. Dentre as dificuldades existentes está o desenvolvimento de uma estrutura que permita a manutenção da viabilidade de células por meio de uma porosidade que promova a troca de nutrientes e gases, mas que possua uma resistência mecânica adequada para a região visada. Em prol da diversificação de materiais e técnicas de processamentos utilizados na Engenharia de Tecidos, garantindo assim sua redução de tempos e custos, permitindo sua ampla e irrestrita acessibilidade, faz-se imprescindível a continuidade do estudo de um dos mais recentes biomateriais criados: blenda de poli (ácido láctico-co-glicólico, PLGA) e poliisopreno (PI), registrado como Cellprene®. Estudos recentes utilizando a blenda mencionada demonstraram excelentes resultados quando empregada como implante em testes com animais. Sua viabilidade como biomaterial, tanto na sua utilização como stent traqueal quanto em aplicações na região cranial e/ou ambiente ósseo, já foi avaliada e comprovada como uma das grandes alternativas existentes atualmente. Desta forma, o objetivo deste estudo foi obter micro e nanofibras de Cellprene® por electrospinning e centrifugal spinning para posterior uso como scaffold na Engenharia de Tecidos. A composição da blenda foi modificada para obtenção de melhores resultados, adicionando polietilenoglicol (PEG) como plastificante e hidroxiapatita (HAp) como promovedor de maior bioatividade. Ambos componentes, PEG (15% e 20% em massa) e HAp (10% e 15% em massa) foram adicionados durante o processo de obtenção da blenda. Após a obtenção das fibras, foram realizadas as caracterizações termoquímicas e morfológicas. As fibras com 10% de HAp em sua composição e processadas por centrifugal spinning (com 5% em massa de soluto) apresentaram os melhores resultados morfológicos. Essas fibras foram também analisadas quanto a sua bioatividade, viabilidade e adesão celular in vitro demonstrando resultados satisfatórios para emprego futuro como scaffold.

Development of 3D structure that allows the maintenance of cell viability over porosity that promotes the exchange of nutrients and gases, but which has adequate mechanical strength to that referred region is one of the major Tissue Engineering challenges. Considering the diversification of materials and processing techniques used in biomaterials, ensuring a reduction of time and costs, allowing its broad and unrestricted accessibility, it was essential to continue the study of one of the latest biomaterials developed: poly (lactic acid-co-glycolic, PLGA) and poly (isoprene, IR) blend, registered as Cellprene®. Novel researches using the mentioned blend demonstrated excelent results when employed as implant in animal tests. Viability as biomaterial, in their use such as tracheal stent as for applications in the cranial region and/or bone environment, has been evaluated and proven as a great alternative. Thus, the purpose of this study was to obtain micro- and nano fibers based on Cellprene® by electrospinning and centrifugal spinning in order to further use as scaffold in tissue engineering. The blend composition was modified to achieve the best result, adding polyethylene glycol (PEG – 15 wt% and 20 wt%) as plasticizer. Hydroxyapatite (HAp – 10 wt% and 15 wt%) was added to promote bioactivity. Both materials were inserted during the process of obtaining the blend. Thermochemical and morphological characterization were performed. Fibers with 10% HAp in its composition and processed by centrifugal spinning (5 wt%) presented the best morphological results. These fibers were also analyzed for its bioactivity, viability and cell adhesion in vitro showing satisfactory results for future use as scaffold.