Bubbling effect induzido por mineral e biomineralização como estratégias para criar scaffolds altamente porosos e bioativos para engenharia tecidual dentinária

Autor(es)

Camila Correa da Silva Braga de Melo

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Bauru.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Odontologia de Bauru (FOB/SDB)
• Data de defesa: 2021-12-08

Membros da banca

Diana Gabriela Soares dos Passos; Josimeri Hebling Costa; Andréa Candido dos Reis

• Orientador: Diana Gabriela Soares dos Passos

Resumo

O objetivo desse estudo foi desenvolver scaffolds porosos de chitosana (CH) contendo diferentes fases minerais, baseados na técnica bubbling effect e submetidos a um protocolo de biomineralização, para criar estratégias biomiméticas para melhorar o potencial odontogênico das células da polpa dentária humana (HDPCs). Suspensões contendo as fases minerais hidróxido de cálcio (Ca), nanohidroxiapatita (nHA) e -Fosfato Tricálcico (TCP) foram adicionadas à solução de CH em uma proporção de 1:2 (v/v). Os scaffolds foram sintetizados pela técnica de separação de fases e biomineralização através da incubação em Simulated Body Fluid (SBF) por 5 dias a 37ºC e sob agitação constante. As amostras foram caracterizadas de acordo com a morfologia, composição química, grau de degradabilidade e capacidade de liberação de cálcio. O comportamento biológico das HDPCs em contato direto e indireto com os scaffolds foi analisado através dos ensaios de viabilidade celular (Live/Dead® e Alamar Blue) e diferenciação odontogênica (atividade de ALP e Alizarin Red). A adição de fases minerais à CH levou ao aparecimento de poros maiores e maiores graus de porosidade, com a complexação de íons cálcio e fosfato à estrutura da quitosana. Os poros dos grupos CH-Ca e CHnHA apresentaram-se redondos, bem distribuídos e com uma rede de poros interconectada. A incubação em SBF foi responsável pela desorganização da estrutura porosa, exceto para a formulação CH-Ca. Deposição dispersa e discreta, semelhante a mineral, foi detectada nos scaffolds de CH e CH-Ca submetidos ao tratamento com SBF, enquanto que maiores depósitos minerais foram observados em CH-nHA e CH-TCP. A deposição de fosfato de cálcio pelo SBF, indicativa de hidroxiapatita, foi confirmada quimicamente pelo FTIR. Os scaffolds contendo fases minerais, incubados ou não em SBF, apresentaram um perfil de degradação controlado, enquanto as formulações com CH pura foram estáveis ao longo dos 28 dias de incubação em PBS. CH-TCP e CH-nHA apresentaram liberação contínua de Ca2+, enquanto que CH-Ca apresentou menor liberação, com pico aos 7 dias. Uma tendência semelhante foi detectada para as contrapartes tratadas com SBF. As células semeadas sobre os scaffolds permaneceram viáveis em todos os períodos de análise. A arquitetura porosa e interconectada dos grupos CH-Ca, CH-nHA e CH-Ca- SBF permitiu que as células infiltrassem e espalhassem através da estrutura do scaffold, enquanto que nas outras formulações as células apresentaram-se dispersas ou aglomeradas. Houve um aumento na viabilidade celular nos grupos contendo fases minerais e biomineralizados comparados ao controle (CH), que foi mais evidente nas amostras tratadas em SBF. Também houve um aumento na diferenciação odontogênica e na deposição de matriz mineralizada nesses grupos comparados aos grupos sem biomineralização, em ambos os modelos experimentais. Um significativo aumento na deposição de matriz mineralizada (de 8.4 a 18.9 vezes) foi observado para CH-Ca-SBF, CH-nHA-SBF e CH- TCP-SBF em comparação à CH pura. Portanto, a biomineralização de scaffolds de quitosana contendo diferentes fases minerais foi responsável por aumentar a capacidade de deposição de matriz mineralizada por células pulpares, com potencial para uso em engenharia tecidual dentinária (AU)

• Processo FAPESP: 19/06884-4 - Desenvolvimento e análise de scaffolds bioativos para regeneração do tecido dentinário
• Beneficiário: Camila Correa da Silva Braga de Melo
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado