Desenvolvimento e caracterização de scaffolds poliméricos com adição de ácido folico para regeneração neuronal
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Karina Imaculada Rosa Teixeira
Letícia Regina de Souza Teixeira
Ricardo Mathias Orlando
Rafael Pinto Vieira
Allan Claudius Queiroz Barbosa
Letícia Regina de Souza Teixeira
Ricardo Mathias Orlando
Rafael Pinto Vieira
Allan Claudius Queiroz Barbosa
Resumo
Devido à crescente necessidade de substitutos ósseos que possam estar em contato com o Sistema Nervoso Central (SNC), os pesquisadores têm procurado extensivamente materiais bioativos, biodegradáveis, biocompatíveis e multifuncionais para mimetizar um ambiente adequado que forneça a sobrevivência das células neuronais, bem como sua adesão, proliferação, crescimento e diferenciação. Os scaffolds devem ter caraterísticas que lhes permitam servir de suporte provisório para o crescimento, a migração e a diferenciação celulares semelhantes às de um tecido nativo, para reparar ou substituir células, órgãos ou tecidos, a fim de restaurar funções comprometidas por doenças, defeitos congênitos, traumatismos ou envelhecimento. O ácido fólico está associado ao crescimento e desenvolvimento do sistema nervoso, desempenhando um papel crucial na proliferação e diferenciação das células estaminais neurais e no sistema hematopoiético. Neste estudo, preparamos scaffolds a partir dos biopolímeros quitosana e colágeno e adição do micronutriente ácido fólico (AF), também conhecido como vitamina B9. Sintetizamos um scaffold com AF em β-ciclodextrina para prolongar o tempo necessário para a sua liberação. Isto aumentou a interação entre a matriz polimérica e as células Neuro 2A. Foram analisadas as caraterísticas morfológicas, químicas e térmicas, as propriedades de liberação in vitro, a viabilidade celular e a adesão. Todos os scaffolds testados num estudo de UV-visível in vitro liberaram rapidamente o ácido fólico, com exceção da amostra contendo ciclodextrina, que liberou o ácido fólico de forma lenta e gradual. O teste de citocompatibilidade em células Neuro 2A também mostrou que nenhuma das estruturas (com ou sem AF) era prejudicial para as células. De fato, o AF combinado com a β-ciclodextrina tornou as células mais viáveis e ajudou-as a aderir umas às outras, o que as fez crescer mais rapidamente. Por este motivo, os scaffolds podem ser utilizados na engenharia de tecidos neuronais como um suporte provisório para o crescimento, proliferação e diferenciação de células neuronais.
Abstract
Due to the growing need for bone substitutes that can be in contact with the Central Nervous System (CNS), researchers have been searching extensively for bioactive, biodegradable, biocompatible and multifunctional materials to mimic a suitable environment that provides for the survival of neuronal cells, as well as their adhesion, proliferation, growth and differentiation. Scaffolds must have characteristics that allow them to serve as a provisional support for cell growth, migration and differentiation similar to those of a native tissue, to repair or replace cells, organs or tissues, in order to restore functions compromised by disease, congenital defects, trauma or ageing. Folic acid is associated with the growth and development of the nervous system, playing a crucial role in the proliferation and differentiation of neural stem cells and in the hematopoietic system. In this study, we prepared scaffolds from the biopolymers chitosan and collagen and added the micronutrient folic acid (FA), also known as vitamin B9. We synthesized a scaffold with FA in β-cyclodextrin to extend the time needed for its release. This increased the interaction between the polymeric matrix and the Neuro 2A cells. Morphological, chemical and thermal characteristics, in vitro release properties, cell viability and adhesion were analyzed. All the scaffolds tested in an in vitro UV-visible study released folic acid rapidly, with the exception of the sample containing cyclodextrin, which released folic acid slowly and gradually. The cytocompatibility test on Neuro 2A cells also showed that none of the structures (with or without PA) were harmful to the cells. In fact, PA combined with β-cyclodextrin made the cells more viable and helped them adhere to each other, which made them grow faster. For this reason, scaffolds can be used in neuronal tissue engineering as a provisional support for the growth, proliferation and differentiation of neuronal cells.
Assunto
Inovações tecnológicas, Colágeno, Quitosana, Vitamina M, Ciclodextrinas, Sistema nervoso – Regeneração, Engenharia biomédica, Microscopia eletrônica de varredura, Fourier, Espectroscopia por transformada de, Preparações de liberação controlada, Termogravimetria, Testes biológicos, Compósitos poliméricos
Palavras-chave
Scaffolds, Quitosana, Ácido Fólico, Colágeno, Beta Ciclodextrina
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