Fabricação de arcabouço compósito nano e micro estruturados de hidroxipatita e poli(hidroxibutirato) : caracterização microestrutural e análise de biocompatibilidade

Abstract

As interações célula-célula e célula-material são identificadas como fatoreschave para o controle da diferenciação celular e produção da matriz extracelular (MEC). As células-tronco, tanto in vivo como in vitro, respondem aos sinais biológicos que estas recebem do microambiente circundante. Em resposta a estes estímulos, as células podem secretar diversos fatores para modular o microambiente e ativar células progenitoras. Esta indução leva ao aumento da expressão de proteínas da MEC que estão associadas com a adesão e proliferação celular, bem como com a mineralização da matriz. A partir da hipótese de que nanoestruturas influenciam na sinalização das células-tronco, buscou-se a fabricação de um arcabouço de poli(hidroxibutirato) com incorporação de hidroxiapatita (HAp) para mimetizar a matriz extracelular óssea. Usando a técnica de eletrofiação, foi possível a fabricação de arcabouços micro e nanoestruturados. A caracterização estrutural destes arcabouços e a avaliação de viabilidade, adesão e proliferação celular demostraram que os arcabouços apresentam biocompatibilidade. Os resultados indicaram que os arcabouços contendo HAp produziram uma matriz mineralizada, indicativo de diferenciação das células-tronco mesenquimais em linhagem osteogênica. Assim sendo, os arcabouços demonstram ter uma aplicabilidade na regeneração óssea em locais que não são sujeitos a tensões excessivas.

The cell-cell and material-cell interactions are identified as key factors to cellular differentiation control and extracellular matrix production (ECM). The stem cells, in vivo and in vitro, respond to biological signals recived by microenvironment surrounding. Through this stimulation cells can secrete many factors to modulate the microenvironment and activate progenitor cells. This induction enhance the ECM proteins expression that are associated to cellular adhesion and proliferation as well as matrix mineralization. Based on hypothesis that nanostructures influence on stem cell signalization, was sought the scaffold fabrication of poly(hydroxybutirate) with hydroxyapatite (HAp) incorporation to mimic a bone extracellular matrix. Through eletrospinning technique was possible fabricate micro and nanostructured scaffolds. The structural scaffolds characterization and viability, adhesion and cellular proliferation evaluation, demonstrated that scaffolds exihibit biocompatibility. Results showed that scaffold containing HAp produced a mineralized matrix indicating a potential mesenquimal stem cells differentiation in osteogenic lineage. In this pathway, scaffolds demonstrated have bone regeneration applicability in sites wich do not receive excessive loads.