Biocompósitos eletrofiados e microfabricação 3D em engenharia do tecido ósseo

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Bellani, Caroline Faria
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Biocomposites; Biocompósitos; Biofabricação; Biofabrication; Bone; Electrospinning; Eletrofiação; Engenharia Tecidual; Osso; Tissue Engineering; Vascularização; Vascularization
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/82/82131/tde-27022020-161530/

A regeneração do tecido ósseo ainda é um desafio importante em ortopedia e traumatologia. Apesar da capacidade natural de reparo ósseo, um trauma além do limite crítico (fratura crítica) não pode ser regenerado. A Engenharia de Tecidos é um campo multidisciplinar que aplica os princípios da engenharia e ciências biológicas para o desenvolvimento de substitutos biológicos que restauram, mantêm ou melhoram a função do tecido ou de um órgão como um todo. O objetivo foi desenvolver scaffolds biomiméticos com propriedades osteogênicas e mecânicas aprimoradas para a engenharia de tecidos ósseos; melhorar a vascularização do implante de engenharia de tecido pelo desenvolvimento de um enxerto vascular suturável a ser incorporado em hidrogéis para biofabricação 3D. Membranas biodegradáveis de PCL para regeneração óssea guiada reforçadas com diferentes proporções de nanocompósitos naturais obtidos a partir de nanocristais de celulose foram produzidas. Os resultados mostraram uma melhora nas propriedades mecânicas, no grau de cristalinidade e na temperatura de fusão, de acordo com a proporção de nanocristais de celulose. Como fase bioativa, empregou-se o Biosilicato®: combinado com os nanocristais de celulose, o Biosilicato® melhorou consideravelmente suas propriedades mecânicas. Os osteoblastos foram capazes de proliferar e biomineralizar nas membranas biodegradáveis. Membranas biomiméticas e biodegradáveis, com melhores propriedades mecânicas para regeneração óssea guiada e engenharia de tecido ósseo foram produzidas. A fim de melhorar a vascularização das construções de engenharia de tecido ósseo, foram desenvolvidos novos compósitos GelMA-CNC. Hidrogéis GelMA-CNC incorporados com células endoteliais foram biofabricados e, neles, as células endoteliais foram capazes de se organizar em túbulos. Baseada na estratégia de vascularização rápida, produziu-se um enxerto biomimético suturável de degradação rápida obtido a partir da fusão de membranas eletrofiadas. Um padrão poroso sobre os enxertos suturáveis foi fabricado por microusinagem a laser, com o objetivo de permitir a migração de células endoteliai, permitindo a formação de uma rede de capilares. Os scaffolds elásticos tubulares obtidos são resistentes à sutura, autoclaváveis e não possuem toxicidade in vitro. O padrão poroso criado nos enxertos suturáveis permitiu que células endoteliais fluíssem em direção à cultura 3D dos osteoblastos em GelMA, e estruturas 3D formadas a partir da interação de células endoteliais e osteoblastos foram observadas. Portanto, essa estratégia pode ser empregada para aumentar o tamanho e a sobrevivência dos implantes ósseos biofabricados, acelerando a translação clínica da engenharia do tecido ósseo.