Efeitos dos nanotubos de carbono funcionalizados com hialuronato de sódio no comportamento de cultura de osteoblastos primários
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Peterson Antônio Dutra Oliveira
Luiz Orlando Ladeira
Heder Jose Ribeiro
Luiz Orlando Ladeira
Heder Jose Ribeiro
Resumo
O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do hialuronato de sódio (HY), dos nanotubos de carbono de paredes simples (NTCPS), dos nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) e suas funcionalizações com o HY (NTCPS-HY, NTCPM-HY) no comportamento de osteoblastos primários. Antes da realização dos experimentos in vitro, os biocompósitos foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia Raman e análise termogravimétrica. Osteoblastos primários foram obtidos a partir de calvária de ratos Wistar neonatos. Foram avaliadas a viabilidade celular utilizando o 3-(4,5- dimetiltiazol-2-il)-2,5-difenil-2H-tetrazólio (MTT) e a dupla coloração com iodeto de propídio e Hoechst, a formação de nódulos mineralizados pela coloração de von Kossa e a expressão gênica de proteínas envolvidas na formação óssea. Análises de MET mostraram NTCPS dispostos em feixes formados por diferentes números de unidades individuais e NTCPM com paredes espessas formadas por várias camadas dispostas de forma concêntrica. Espectros Raman de NTCPS e NTCPS-HY apresentaram picos de baixa frequência, o que os difere dos NTCPM e NTCPM-HY. A análise termogravimétrica de amostras de NTCPS-HY e NTCPM-HY confirmou a funcionalização dos NTC com o HY. O tratamento com os biocompósitos em baixas concentrações não alterou a viabilidade celular de osteoblastos primários. Além disso, houve um aumento significativo na deposição de nódulos mineralizados em culturas de osteoblastos primários que foram tratadas com HY, NTCPS-HY, NTCPM e NTCPM-HY, o que pode ser explicado, pelo menos em parte, por um aumento na expressão de mRNA de colágenos tipos I e III, osteocalcina e proteínas morfogenéticas ósseas 2 e 4. Assim, os nossos dados indicam que HY, NTCPS, NTCPS-HY, NTCPM e NTCPM-HY são potencialmente úteis para o desenvolvimento de novas estratégias em engenharia tecidual óssea.
Abstract
The aim of this study was to evaluate the effects of sodium hyaluronate (HY), singlewalled carbon nanotubes (SWCNT), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) and their functionalization with HY (HY-SWCNT and HY-MWCNT) on the behavior of primary osteoblasts. Before carrying out the in vitro experiments, the biocomposites were characterized by transmission electron microscopy (TEM), Raman spectroscopy and thermogravimetric analysis. Primary osteoblasts were obtained from calvarial bones of newborn Wistar rats. It was assessed cell viability using the 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-2h-tetrazolium bromide (MTT) assay and the double staining with propidium iodide and Hoechst, formation of mineralized bone nodules by von Kossa staining and mRNA expression of proteins involved in bone formation. TEM analysis showed SWCNT as bundles formed by different numbers of single units and MWCNT with thick wall formed by several concentrically arranged layers. Raman spectra of SWCNT and HY-SWCNT revealed low frequency peaks, which differs from the MWCNT and HY-MWCNT. Thermogravimetric analysis of HYSWCNT and HY-MWCNT samples confirmed the functionalization of carbon nanotubes with HY. Treatment with low concentrations of these biocomposites did not reduce the cell viability of primary osteoblasts. Furthermore, there was a significant increase in the deposition of mineralized bone nodules in primary osteoblast cultures that were treated with HY, HY-SWCNT, MWCNT and HYMWCNT, which can be explained, at least in part, by increases in the mRNA expression of collagen types I and III, osteocalcin and bone morphogenetic proteins 2 and 4. Thus, our data indicated that HY, SWCNT, HY-SWCNT, MWCNT and HYMWCNT are potentially useful for the development of new strategies for bone tissue engineering.
Assunto
Biologia celular
Palavras-chave
Osteoblastos, de sódio, Engenharia tecidual óssea, Nanotubos de carbono, Hialuronato, Nanotecnologia