Evaluación de la modificación de la superficie en andamios de ácido poliláctico tratados con hidróxido de sodio sobre la adhesión celular para aplicaciones de ingeniería de tejidos

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i8.30500

Palabras clave:

Ingeniería de tejidos; Medicina regenerativa; Regeneración ósea; Biomateriales; Osteoblastos.

Resumen

Las deformidades óseas, ya sean congénitas o resultantes de un traumatismo, presentan un desafío para su reparación debido a que es un proceso prolongado, con resultados muchas veces impredecibles y de alta importancia económica. La ingeniería de tejidos consiste en la regeneración de órganos y tejidos vivos, mediante el desarrollo de nuevos dispositivos capaces de obtener interacciones específicas con tejidos biológicos, conocidos como andamios. El polímero PLA (ácido poliláctico) es prometedor para su uso como soporte temporal para el reemplazo de tejidos porque es biodegradable, biocompatible y de bajo costo. Sin embargo, su característica hidrofóbica es una de las principales desventajas del uso de este polímero. Por lo tanto, la investigación actual tiene como objetivo modificar la superficie de estos dispositivos para hacerlos más hidrofílicos. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la modificación de la superficie de andamios de PLA, tratados químicamente con hidróxido de sodio (NaOH) para evaluar la adhesión celular y la viabilidad en andamios en tratamiento alcalino con NaOH. Se utilizaron las técnicas FTIR-ATR (Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared) y AFM (Atomic Force Microscopy) para la caracterización físico-química del material, ensayo de adhesión y viabilidad celular por el método fluorimétrico con el reactivo resazurina. Los análisis AFM y FTIR confirmaron la modificación superficial del material por el tratamiento alcalino. Al analizar la adhesión celular, se concluyó que el tratamiento no influyó en la adhesión, pero fue más efectivo en el mantenimiento de la viabilidad celular.

Biografía del autor/a

Camila Cristina Mora Reina, Universidade de Araraquara

Mestre pelo PPGBMRQM/UNIARA Programa de Pós Graduação em Biotecnologia em Medicina Regenerativa e Química Medicinal da Universidade de Araraquara com bolsa de Mestrado (Taxa- CAPES). Graduada em Ciências Biológicas (Bacharelado e Licenciatura) pela Universidade de Araraquara-UNIARA em 2018. Foi aluna de Iniciação Científica durante os anos de 2016 e 2017 pelo (PPGB-MRQM/UNIARA) com o trabalho intitulado Scaffolds de PLA obtidos por manufatura aditiva funcionalizado com Proteína morfogenética recombinante humana (rhBMP2) para aplicação em Engenharia de Tecidos. Bolsista PIBIC durante no período de setembro 2017 a setembro de 2018 com o trabalho intitulado Funcionalização de scaffolds de PLA impresso em estrutura 3D para aplicação em Engenharia de tecidos.

Benedito Domingos Neto, Universidade de Araraquara

Mestrando do Programa de Pós-graduação em Biotecnologia em Medicina Regenerativa e Química Medicinal (PPG-MRQM) da Universidade de Araraquara (UNIARA). Especialista em Microbiologia Médica pelo Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo de Ribeirão Preto (HCFMRP-USP/2021). Biomédico pela Universidade de Araraquara (UNIARA/2019).

Heloisa Sobreiro Selistre de Araújo, Universidade Federal de São Carlos

Possui graduação em Farmácia e Bioquímica pela Universidade de São Paulo (1980), mestrado em Bioquímica pela Universidade de São Paulo (1985) e doutorado em Bioquímica pela Universidade de São Paulo (1988). Foi pesquisadora visitante da Oklahoma State University (1993-1995) em Stillwater, OK, EUA. Atualmente é Professora Titular do Departamento de Ciências Fisiológicas da Universidade Federal de São Carlos e orientadora de mestrado e doutorado nos Programas de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas e em Genética Evolutiva e Biologia Molecular. Tem experiência na área de Bioquímica e Biologia Molecular, com ênfase em Proteínas e Expressão Gênica, atuando principalmente nos seguintes temas: biologia básica do câncer de mama, angiogênese, desenvolvimento de fármacos, desintegrina e metaloprotease. Foi Pró-Reitora de Pesquisa da Universidade Federal de São Carlos de Novembro 2012 a Novembro de 2016. Atualmente é coordenadora do Programa Interinstitucional de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas UFSCar-UNESP

Hernane da Silva Barud, Universidade de Araraquara

Natural de Volta Redonda-RJ. Possui doutorado (2010) e mestrado (2006) em Química pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - UNESP. Graduado em Química (Licenciatura e Bacharelado) (2003) pela Universidade Federal de Juiz de Fora UFJF. Tecnico em Quimica (1996) pelo Colegio Volta Redonda-RJ. Pesquisador/Professor associado a Universidade de Araraquara (UNIARA), coordenador do Laboratório de Biopolimeros e Biomateriais (BioPolMat) e coordenador do Núcleo de Impressão 3D-Uniara. Editor chefe do International Journal of Advances in Medical Biotechnology (IJAMB). Professor colaborador no Programa de PG em Ciências Odontologicas, FOAR/Unesp. Professor visitante no Dep. de Farmácia da Universidade de Coimbra-Portugal, e realizou estágio de pós-doutoramento na Universidade de Trent, Peterborough-Canadá no "Trent Centre for Biomaterials Research". Participou do programa Jovem pesquisador Reitoria/UNESP com projeto desenvolvido no IQ/UNESP-Araraquara (2012-2013). Coordenador de projeto PIPE/FAPESP fases I e II junto a empresa Apis Flora LTDA e foi bolsista Rhae/SET 3B pela mesma empresa (2010-2012). Diretor de P&D da Seven Biotec e Biosmart Nano. Possui diversos projetos de colaboração envolvendo Empresa-Universidade. Tem experiência na área de Química, com ênfase em Química de Materiais, Polímeros Naturais, Biomateriais, Química Inorgânica, Nanomateriais, atuando principalmente nos seguintes temas: celulose bacteriana, nanocompósitos, biomateriais, dispositivos flexíveis (OLEDs), derivados de celulose, polímeros naturais, coacervatos de polifosfatos, manufatura aditiva e empreendedorismo. É ainda assessor cientifico das principais agências de fomento do país e exterior (FCT-Portugal), além de importantes periódicos científicos nacionais e internacionais. Tem mais de uma centena de trabalhos publicados (H-index=24 ISI, 2516 citações) (H-index=29 Google Scholar, 3305 citações), 19 patentes e sete capítulos de livros.

Monica Rosas da Costa Iemma, Universidade de Araraquara

Docente junto ao Programa de Pós Graduação em Biotecnologia em Medicina Regenerativa e Química Medicinal da Universidade de Araraquara (PPGB-MRQM/UNIARA), responsável pelas disciplinas Biologia Celular e Biologia Molecular e Seminários Gerais. Coordenadora do Laboratório de Ensaios Celulares e Engenharia Regenerativa (LECER) e do Programa Biotechnews da Rádio Uniara. Na área de pesquisa orienta alunos de Mestrado e Iniciação Científica na produção de fatores osteoindutor recombinantes humano, em sistemas procariotos, utilizados na funcionalização e celularização de biomateriais, para estudos in vitro de reparação do sistema musculoesquelético. Também trabalha com ensaios celulares para avaliação citotóxica e propriedades adesivas de biomateriais e também com moléculas alvo anti tumoral e anti bacteriana. Graduada em Educação Física (Bacharelado e Licenciatura) pela Faculdade de Educação Física de São Carlos (1993); Mestre em Ciências Fisiológicas pelo Programa de Pós Graduação em Ciências Fisiológicas -PPG-DCF /UFSCar -bolsista CAPES (1997). Doutora em Ciências pelo PPG-DCF /UFSCar, bolsista FAPESP (2002), com Doutorado sanduíche na School of Medicine, Department of Physiology na Temple University, Filadélfia, Pensilvânia; Pós Doutorado com bolsa FAPESP (2004-2007 ) e CNPQ (2008-2009) no Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular no Departamento de Engenharia Química da UFSCar. Pós Doutorado com bolsa CNPQ-INCT/INBEQMedi (2010-2013) no Laboratório de Bioquímica Estrutural e Funcional do Departamento de Química da UFSCar.

Citas

Agrawal, V., & Sinha, M. (2017). A review on carrier systems for bone morphogenetic protein-2. Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials, 105(4), 904–925. https://doi.org/10.1002/jbm.b.33599

Albuquerque, M. T. P. (2015). Efeito de scaffolds de nanofibras incorporados com antibióticos sobre biofilmes formados por bactérias presentes nos canais radiculares [Universidade Estadual Paulista]. http://acervodigital.unesp.br/handle/11449/132929

Arealis, G., & Nikolaou, V. S. (2015). Bone printing: New frontiers in the treatment of bone defects. Injury, 46 Suppl 8, S20-22. https://doi.org/10.1016/S0020-1383(15)30050-4

Aubin, J. E., Turksen, K., & Heersche, J. N. M. (1993). 1—OSTEOBLASTIC CELL LINEAGE. Em M. Noda (Org.), Cellular and Molecular Biology of Bone (p. 1–45). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-092500-4.50005-X

Barbanti, S. H., Zavaglia, C. A. C., & Duek, E. A. R. (2005). Polímeros bioreabsorvíveis na engenharia de tecidos. Polímeros, 15, 13–21. https://doi.org/10.1590/S0104-14282005000100006

Chapple, S., Anandjiwala, R., & Ray, S. S. (2013). Mechanical, thermal, and fire properties of polylactide/starch blend/clay composites. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 113(2), 703–712. https://doi.org/10.1007/s10973-012-2776-6

Chia, H. N., & Wu, B. M. (2015). Recent advances in 3D printing of biomaterials. Journal of Biological Engineering, 9(1), 4. https://doi.org/10.1186/s13036-015-0001-4

Fattini, C. A., & Dângelo, J. G. (2001). Anatomia humana básica (2a ed.). Editora Atheneu.

Gilbert Triplett, R., & Budinskaya, O. (2017). New Frontiers in Biomaterials. Oral and Maxillofacial Surgery Clinics of North America, 29(1), 105–115. https://doi.org/10.1016/j.coms.2016.08.011

Judas, F. J. M. (2002). Contribuição para o estudo de enxertos ósseos granulados alógenos e de biomateriais. Universidade. Faculdade de Medicina.

Junqueira, L. C., & Carneiro, J. (2013). Histologia Básica: Texto e Atlas (12a ed.). Editora Guanabara Koogan.

Lasprilla, A. J. R., Martinez, G. A. R., Lunelli, B. H., Jardini, A. L., & Filho, R. M. (2012). Poly-lactic acid synthesis for application in biomedical devices—A review. Biotechnology Advances, 30(1), 321–328. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.06.019

Leu Alexa, R., Cucuruz, A., Ghițulică, C.-D., Voicu, G., Stamat (Balahura), L.-R., Dinescu, S., Vlasceanu, G. M., Stavarache, C., Ianchis, R., Iovu, H., & Costache, M. (2022). 3D Printable Composite Biomaterials Based on GelMA and Hydroxyapatite Powders Doped with Cerium Ions for Bone Tissue Regeneration. International Journal of Molecular Sciences, 23(3), 1841. https://doi.org/10.3390/ijms23031841

Loi, F., Córdova, L. A., Pajarinen, J., Lin, T., Yao, Z., & Goodman, S. B. (2016). Inflammation, fracture and bone repair. Bone, 86, 119–130. https://doi.org/10.1016/j.bone.2016.02.020

Lopes, M. S., Jardini, A. L., & Filho, R. M. (2012). Poly (Lactic Acid) Production for Tissue Engineering Applications. Procedia Engineering, 42, 1402–1413. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.534

Martin, I., Wendt, D., & Heberer, M. (2004). The role of bioreactors in tissue engineering. Trends in Biotechnology, 22(2), 80–86. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2003.12.001

Mohd Sabee, M. M. S., Kamalaldin, N., Yahaya, B., & Hamid, Z. (2016). Characterization and In Vitro Study of Surface Modified PLA Microspheres Treated with NaOH. Journal of Polymer Materials, 33, 191–200

Pinto, M., Maia, M. D. C., & Thiré, R. M. S. M. (2019). Estudo da biocompatibilidade in vivo de arcabouço de poli (ácido lático) (PLA) fabricados por impressão 3D para aplicação em engenharia tecidual. A Produção do Conhecimento nas Ciências da Saúde 5. https://doi.org/10.22533/AT.ED.02619030414

Puzipe, K. T. P. (2016). Reparação óssea com o uso do beta fosfato tricálcico (B-tcp)® na calota craniana de ratos submetidos ao alcoolismo experimental: Análises histomorfológica e histomorfométrica [Text, Universidade de São Paulo]. https://doi.org/10.11606/D.25.2016.tde-04082016-221543

Reina, C. C. M. (2019). Funcionalização de scaffolds de PLA impresso em estrutura 3D para aplicação em engenharia de tecidos. XIV Congresso de Iniciação Científica Universidade de Araraquara – UNIARA, 1–358. https://www.uniara.com.br/arquivos/file/cic/publicacoes/anais/2019-anais-XIV-congresso-iniciacao-cientifica.pdf

Rocha, A. M., Quintella, C. M., & Torres, E. (2012). Prospecção de artigos e patentes sobre polímeros biocompatíveis aplicados à Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa. Cadernos de Prospecção, 5, 72–85. https://doi.org/10.9771/CP.V5I2.11463

Rodríguez-Merchán, E. C. (2022). Bone Healing Materials in the Treatment of Recalcitrant Nonunions and Bone Defects. International Journal of Molecular Sciences, 23(6), 3352. https://doi.org/10.3390/ijms23063352

Sahu, R. L. (2018). Percutaneous autogenous bone marrow injection for delayed union or non-union of long bone fractures after internal fixation. Revista Brasileira de Ortopedia, 53, 668–673. https://doi.org/10.1016/j.rboe.2017.09.004

Santos, G. G. dos, Marinho, S. M. O. C., & Miguel, F. B. (2013). Polímeros como Biomateriais para o Tecido Cartilaginoso. Revista de Ciências Médicas e Biológicas, 12(3), 367–373. https://doi.org/10.9771/cmbio.v12i3.8239

Sivakumar, P. M., Yetisgin, A. A., Sahin, S. B., Demir, E., & Cetinel, S. (2022). Bone tissue engineering: Anionic polysaccharides as promising scaffolds. Carbohydr Polym, 119142–119142

Wang, M., Favi, P., Cheng, X., Golshan, N. H., Ziemer, K. S., Keidar, M., & Webster, T. J. (2016). Cold atmospheric plasma (CAP) surface nanomodified 3D printed polylactic acid (PLA) scaffolds for bone regeneration. Acta Biomaterialia, 46, 256–265. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2016.09.030

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Publicado

10/06/2022

Cómo citar

REINA, C. C. M.; DOMINGOS NETO, B.; ARAÚJO, H. S. S. de; BARUD, H. da S.; IEMMA, M. R. da C. Evaluación de la modificación de la superficie en andamios de ácido poliláctico tratados con hidróxido de sodio sobre la adhesión celular para aplicaciones de ingeniería de tejidos. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 8, p. e8211830500, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i8.30500. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/30500. Acesso em: 30 jun. 2024.

Número

Vol. 11 Núm. 8

Sección

Ciencias de la salud

Licencia

Derechos de autor 2022 Camila Cristina Mora Reina; Benedito Domingos Neto; Heloisa Sobreiro Selistre de Araújo; Hernane da Silva Barud; Monica Rosas da Costa Iemma

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