Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-06-24T22:19:49Z No. of bitstreams: 1 471017 - Texto Completo.pdf: 5708318 bytes, checksum: 28730b4a87bc0d3ea819556c7b2b4dc6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-24T22:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 471017 - Texto Completo.pdf: 5708318 bytes, checksum: 28730b4a87bc0d3ea819556c7b2b4dc6 (MD5) Previous issue date: 2015-03-12 / Lesions in bone tissue reach 15 million cases per year worldwide. Thus, a significant amount of bone tissue transplants have been performed in recent years. A promising alternative to bone graft is in the field of tissue engineering, which is based on the use of polymeric structures acting as support for hard tissue regeneration. The objective of this project was look for the association of the PLGA copolymer, to the bioceramic hydroxyapatite, to form a polymeric bioactive macroporous structure. The preparation was made through the PLGA dissolution in chloroform, followed by addition of sodium chloride and hydroxyapatite (porogenic agent). Molding of the samples was performed by compression in hydraulic press. After, was performed the leaching of the scaffolds, followed by treatment with NaOH. Finally the composites obtained were characterized by FEG - SEM, in order to analyze qualitatively the morphology, porosity and interconnectivity of the pores; the hydrophilicity of the surface was evaluated by wettability tests it was proved chemical treatment efficiency; in vitro hydrolytic degradation assays performed as a function of time demonstrate that the percentage of degradation of various types of scaffolds did not showed significant changes between 14 and 42 days. Hydrolytic degradation assays found yet that the fluid retention was higher in scaffolds chemically treated; compression tests evaluated the mechanical behavior of different types of scaffolds made. It was concluded then that the methodology used originated macroporous composites that may be applied in bone tissue engineering. / Les?es em tecido ?sseo chegam a somar 15 milh?es de casos por ano mundialmente. Diante disso, uma quantidade significativa de transplantes de tecidos ?sseos tem sido realizada nos ?ltimos anos. Uma alternativa promissora para enxertos ?sseos est? na ?rea da engenharia de tecidos, que se baseia na utiliza??o de estruturas polim?ricas atuando como scaffolds para regenera??o do tecido duro. O objetivo deste trabalho foi buscar a associa??o entre o copol?mero PLGA e a biocer?mica hidroxiapatita com a finalidade de formar uma estrutura polim?rica bioativa macroporosa. A confec??o foi dada atrav?s da dissolu??o de PLGA em clorof?rmio, seguida da adi??o de hidroxiapatita e cloreto de s?dio (agente porog?nico). A moldagem das amostras foi realizada por compress?o em prensa hidr?ulica. Ap?s, foi feita a lixivia??o das amostras, seguida do tratamento com NaOH. Finalmente os comp?sitos obtidos foram caracterizados atrav?s de MEV-FEG, visando analisar qualitativamente a morfologia, a porosidade e a interconectividade dos poros; a hidrofilicidade das superf?cies foi analisada por testes de molhabilidade em que foi comprovada a efici?ncia do tratamento qu?mico; ensaios de degrada??o hidrol?tica realizados em fun??o do tempo revelaram que o percentual de degrada??o dos diferentes tipos de scaffolds n?o apresentou mudan?a significativa entre os tempos de 14 e 42 dias. O ensaio de degrada??o hidrol?tica constatou ainda que a reten??o de l?quido fora maior em scaffolds tratados quimicamente; os ensaios de compress?o avaliaram o comportamento mec?nico dos diferentes tipos de scaffolds confeccionados. Concluiu-se, ent?o, que a metodologia utilizada originou comp?sitos macroporosos que podem vir a ser aplicados na engenharia de tecido ?sseo.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 458211.pdf: 2390147 bytes, checksum: 88c6a01bcd87265c68297af0c6ea8e78 (MD5) Previous issue date: 2014-03-27 / Bioresorbable polymers have been used as scaffolds in tissue engineering, thus representing an important alternative for reconstruction of lesions and tissue losses. This study aimed to evaluate the in vivo performance of three-dimensional scaffolds made of polycaprolactone (PCL), by means of through a PCL implant on the subcutaneous tissues of rats back and calvaria, as well as the reaction of their kidneys, lungs and liver. The histological analysis of the bone repair process in calvaria showed the presence of newly formed bone growing towards the center of the defects. The formation of a thin fibrous capsule was observed in the tissues adjacent to the scaffold implanted on the back of all animals, with collagenous fibers involving the implant. As for events occurring in animals' kidneys, lungs and liver, there were no harmful tissue alterations in these organs nor the presence of inflammatory process, hyperplasia, metaplasia, dysplasia or hemorrhage. A quantitative analysis of the bone repair process was performed using histomorphometry and cone beam computed tomography (CBCT). Results showed that the newly formed bone grew towards the center of the defects. Statistical analysis revealed that the total area of new bone formation was greater in experimental defects at 21, 60 and 120 days, showing a statistically significant difference. In tomographic analysis found that new bone formation is more likely to occur in experimental defects, but with no statistically significant difference. Considering tomographic analysis as a new method for the assessment of new bone formation, the data obtained from this assessment could not be correlated with those obtained from histomorphometric analysis. Therefore, it can be concluded that PCL scaffolds produced on an additive manufacturing machine are biocompatible, non-cytotoxic and bioresorbable products that promote osteoconduction. PCL showed great potential for clinical use in the treatment of bone defects by increasing bone ?rea and seems to be an appropriate biomaterial to be used in other studies aiming to elucidate issues related to this topic. Additionally, CBCT does not seem to be a useful tool in the evaluation of new bone formation of rat calvaria, which means that histomorphometric analysis is still the most appropriate method. / Pol?meros biorreabsorv?veis v?m sendo utilizados como scaffolds na engenharia tecidual, destacando-se como alternativa para reconstru??o de les?es e perdas teciduais. Neste estudo, avaliou-se o desempenho in vivo de scaffolds tridimensionais de pol?mero policaprolactona (PCL), atrav?s do implante do PCL nos tecidos subcut?neos do dorso e na calv?ria, bem como da rea??o dos ?rg?os rins, pulm?es e f?gado de ratos. A an?lise histol?gica qualitativa do processo de reparo ?sseo nas calv?rias mostrou neoforma??o ?ssea e que o osso neoformado cresceu em dire??o ao centro de defeitos. Nos tecidos adjacentes ao scaffold implantado no dorso, percebeu-se que em todos os animais houve forma??o de c?psula fibrosa fina, com fibras col?genas organizadas envolvendo o implante. Com rela??o aos eventos ocorridos nos rins, f?gado e pulm?es dos animais, n?o houve altera??es teciduais danosas aos ?rg?os, tampouco a presen?a de processo inflamat?rio, hiperplasia, metaplasia, displasia ou hemorragia. A an?lise quantitativa do processo de reparo ?sseo foi realizada atrav?s de histomorfometria e tomografia computadorizada de feixe c?nico (TCFC). Ap?s an?lise estat?stica, a ?rea total de neoforma??o ?ssea em mm2 foi maior nos defeitos experimentais aos 21, 60 e 120 dias, com diferen?a estatisticamente significativa. Na an?lise tomogr?fica, percebeu-se uma tend?ncia de maior neoforma??o ?ssea nos defeitos experimentais, mas sem diferen?a estatisticamente significativa. Considerando-se a an?lise tomogr?fica como uma nova metodologia para avalia??o de neoforma??o ?ssea, os dados obtidos atrav?s dessa avalia??o n?o puderam ser correlacionados com aqueles obtidos na an?lise histomorfom?trica. Portanto, conclui-se que os scaffolds de PCL produzidos na plataforma experimental de manufatura aditiva s?o biocompat?veis, n?o citot?xicos, biorreabsorv?veis e promovem osteocondu??o. O PCL apresentou grande potencial de aplica??o cl?nica nos defeitos onde se espera aumentar a ?rea ?ssea e parece adequado como um biomaterial de escolha para outros estudos que elucidem as quest?es pertinentes. A TCFC n?o parece ser uma ferramenta ?til na avalia??o da neoforma??o ?ssea em calv?ria de ratos, de modo que a an?lise histomorfom?trica permanece como m?todo mais adequado.

Orientador: Marinônio Lopes Cornélio / Coorientadora: Agnes Cristina Fett Conte / Banca: Elias Naim Kassis / Banca: Maria Tercília Vilela de Azeredo Oliveira / Banca: Patrícia Simone Leite Vilamaior / Banca: Andreia Borges Scriboni / Resumo: Introdução: A terapia de tecidos e órgãos artificiais tem resultado no aumento da expectativa de vida de milhares de pessoas, sendo que uma a cada cinco com mais de 65 anos já foi beneficiada com tecidos e órgãos gerados in vitro. Assim, torna-se imperativo o desenvolvimento de novas estratégias de desenvolvimento e optimização de biomatrizes e de células tronco, para atender a demanda, que sejam capazes de promover regeneração de tecidos e órgãos, amortização dos custos e uso seguro em nível celular. Neste contexto, as células tronco mesenquimais adiposas (CTMA) tem despertado grande interesse científico. Objetivo: Foi analisado a biocompatibilidade em nível celular e cromossômica/cromatídica da biomatriz de quitosana-colágeno-genipina com CTMA humanas. Métodos: Foram testadas diferentes concentrações de genipina para estabelecimento da matriz, por análise de intumecimento, degradação e grau de reticulação, por espectrofotometria. As CTMA foram obtidas por processamento enzimático do lipoaspirado humano e cultivadas em Petakas (controle) e na biomatriz selecionada após caracterização físico-química, com e sem criopreservação. As CTMA foram caracterizadas quanto a adesão e proliferação por microscopia óptica convencional, contraste de fase e eletrônica de varredura, imunofenotipagem, viabilidade celular com teste de azul de Trypan, estabilidade cromossômica, por técnicas citogenéticas convencionais, potencial neoplásico por teste de Papanicolau e quanto a capacidade de... / Abstract: Introduction: Therapy of artificial tissues and organs has resulted in an increase in the life expectancy of thousands of people, and one in five over 65 years has already benefited from tissues and organs generated in vitro. Thus, it is imperative to develop new strategies for the development and optimization of biomatrices and stem cells to meet demand, which is capable of promoting tissue and organ regeneration, cost amortization and safe use at the cellular level. In this context, adipose mesenchymal stem cells (AMSC) have aroused great scientific interest. Objective: The biocompatibility at the cellular and chromosomal/chromatidic level of chitosan-collagen-genipin biomatrix with human AMSC was analyzed. Methods: Different concentrations of genipin for matrix establishment were tested by the analysis of the number of cells, the degradation, and degree of crosslinking by spectrophotometry. AMSC were obtained by enzymatic processing of human lipoaspirate and cultured in Petakas (control) and in the selected biomatrix after physicochemical characterization, with and without cryopreservation. The AMSC were characterized for adhesion and proliferation by conventional optical microscopy, phase contrast and scanning electron microscopy, immunophenotyping, cell viability with Trypan blue test, chromosomal stability, by conventional cytogenetic techniques, neoplastic potential by Papanicolaou test and for the capacity of cell differentiation in three types of tissues, with a ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A medicina regenerativa é um campo fascinante e tem chamado a atenção, nos últimos anos, pelo crescente esforço multidisciplinar em busca de metodologias adequadas para a reposição de tecidos danificados no corpo humano. Entre as técnicas utilizadas para desenvolver matrizes para o uso em engenharia tecidual está o electrospinning. Essa técnica que permite a produção de nanofibras através do uso de forças electrostáticas e tem sido empregado para a produção de matrizes fibrosas. As células-tronco mesenquimais (CTM) são células-tronco adultas com alta plasticidade e por isto alvo de muitos estudos terapêuticos. O presente trabalho foi dividido em dois capítulos sendo que cada um tratou de um objetivo, como segue: (1) cultivar e diferenciar células-tronco mesenquimais em matrizes de nanofibras de poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA) produzidas através da técnica de electrospinning e investigar o envolvimento de receptores integrina- 1 no processo de adesão em matrizes de PLGA; (2) avaliar a viabilidade celular de células-tronco mesenquimais ou células mononucleares (CMNs) misturadas a uma solução de poli(álcool vinílico) (PVA) e submetidas a produção de fibras por electrospinning. No capítulo I, as CTM foram isoladas de camundongos da linhagem C57BL/6, cultivadas e submetidas a diferenciação condrogênica em matrizes de nanofibras de PLGA produzidas por electrospinning. Análises realizadas 24 horas após a semeadura demonstraram que as CTM eram responsívas e apresentavam morfologia semelhante a de fibroblastos com a presença de fibras de estresse de actina. O bloqueio dos receptores integrina- 1 reduziu (em cerca de 20%) a adesão celular e as observações demonstraram a perda das fibras de estresse de actina. Estes resultados demonstraram a habilidade das nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares mediadas por adesão via integrina. No capítulo II foi avaliada a viabilidade de CTM e CMNs após terem sido processadas pelo electrospinning. As CTM foram extraídas da parede de cordão umbilical e as CMNs do sangue de cordão umbilical. Ambas as células foram misturadas a uma solução de PVA 10% e esta suspensão foi utilizada para produzir fibras pelo processo de electrospinning durante 30 minutos utilizando-se uma voltagem de 21 kV. Após o procedimento a viabilidade celular foi mensurada através de contagem celular com exclusão de células mortas por coloração com Trypan Blue. As CTM tiveram a viabilidade reduzida para 19.6%, e as CMNs para 8.38%. Os dados coletados sugerem a necessidade de mais estudos na busca de estratégias de proteção celular durante o electrospinning, uma vez que a elevada perda da viabilidade celular pode estar relacionada à alta viscosidade da solução polimérica, levando a redução do acesso ao meio nutritivo, associada aos efeitos do estresse mecânico e elétrico inerentes do procedimento. Os resultados gerais destes capítulos (1) demonstraram a habilidade das matrizes de nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares via receptores integrinas- 1; (2) sugerem que a incorporação de células em matrizes fibrosas durante a produção de fibras através da técnica de electrospinning é um procedimento viável e pode ser utilizado como estratégia para a melhor distribuição celular na matriz formada. Juntamente, estes dados contribuem para o entendimento do comportamento das CTM em matrizes biodegradáveis e biocompatíveis produzidas por electrospinning, as quais podem ser utilizadas como material carreador em tratamentos clínicos envolvendo transplante celular. / Regenerative medicine is an amazing field that has called attention, in the last years, due to the multidisciplinary efforts to find suitable methodologies to regenerate damage tissues. Electrospinning is an important technique used to produce nanofibers and is employed to develop fibrous scaffolds. Mesenchymal stem cells (MSC) are adult stem cells with high plasticity and, for this reason, are widely studied in therapeutic approaches. The present study is composed by two chapters, with different aims, as follow: (1) culture MSC on poly(D, Llactide- co-glycolide) (PLGA) nanofiber scaffolds and induce them to condrogenic differentiation and, analyze the influence of the integrin- 1 receptor in the adhesion of MSC on PLGA scaffolds; (2) analyze the viability of MSC and mononuclear cells (MNCs) mixed to a PVA solution after electrospinning. In the Chapter I, MSCs were isolated from C57BL/6 mice, cultured on PLGA scaffold produced by electrospinning technique and differentiated into chondrogenic lineage. After seeding, MSCs were responsive and become flattened with fibroblast-like morphology demonstrated by the presence of actin stress fibers. Integrin- 1 receptor blockage reduced (about 20%) cell adhesion with loss of actin stress fibers, demonstrating the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion. In the Chapter II, the viability of MSC and MNC after electrospinning were analyzed. MSC were extracted from the wall of the umbilical cord, and MNC from the umbilical cord blood. Cells were resuspended in a solution of poly(vinil alcohol) (PVA) 10% and subjected to electrospinning during 30 minutes under a voltage of 21kV. Cell viability was assessed before and after the procedure by exclusion of dead cells by Trypan Blue staining. After electrospinning the MSC viability reduced to 19.6%, and the MNCs viability to 8.38%. These data suggest the need for more investigations looking for strategies to protect cell from the damages caused by electrospinning, as the loss of viability can be related to the high viscosity of the polymeric solution which reduced the access to nutrients associated to the electric and mechanical stress during electrospinning. The results of both chapters (1) demonstrated the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion; (2) suggested that the cellular incorporation into fibrous scaffolds produced by electrospinning is a viable process and can be used to improve the cellular distribution into scaffolds. The present data contribute to the understanding of MSCs´ behavior on these biodegradable and biocompatible scaffolds that can be used as carriers in treatments involving cell transplantation.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-07-26T14:16:17Z No. of bitstreams: 1 DIS_MAURICIO_DA_SILVA_HOFFMANN_COMPLETO.pdf: 3702613 bytes, checksum: 3b0ef365d0e0899c33cdef47ae74d886 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-26T14:16:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_MAURICIO_DA_SILVA_HOFFMANN_COMPLETO.pdf: 3702613 bytes, checksum: 3b0ef365d0e0899c33cdef47ae74d886 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Polyurethanes (PU) are widely used as biomaterials because it has good compatibility, and desirable mechanical properties and branched polyurethanes have shown besides these characteristics, an appreciable stability to hydrolytic and enzymatic degradation. Within this context, this study aimed to synthesize branched polyurethanes from the addition of pentaerythritol and evaluate its potential use as scaffolds in tissue engineering. Polycaprolactone diol (PCL) as polyol and pentaerythritol (PETT) in different amounts (5, 10 and 15% w/w relative to the polyol) as well as the hexamethylene diisocyanate (HDI) were used in the synthesis of the branched PU. These branched PU (PU-PETT) were evaluated for structural, morphological, mechanical, thermal and solubility in various organic solvents and compared to the linear PU (without PETT). Among the branched PU, PU-PETT 5% showed better morphological and tensile strength characteristics, so it was used to prepare membranes leached with the linear PU. The leached membranes were evaluated for their structural, morphological, mechanical, thermal properties, wettability, hydrolytic degradation, calcification and swelling degree. The leached membrane PU-PETT 5% showed high porosity and interconnectivity, greater thermal stability compared to linear PU leached membrane, despite the lower degree of crystallinity and molar weight. Also, the PU-PETT 5% membrane exhibited the ability of calcium phosphate biomineralization, good wettability, higher stability hydrolytic degradation and greater swelling as compared to linear PU membrane. Thus, it can be concluded that the membrane PU-PETT 5% exhibited characteristics suitable for use as biomaterials in tissue engineering. / Poliuretanos (PU) t?m sido amplamente utilizados como biomaterial por possuir boa compatibilidade e desej?veis propriedades mec?nicas e os poliuretanos ramificados tem apresentado al?m destas caracter?sticas, apreci?vel estabilidade a degrada??o hidrol?tica e enzim?tica. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo sintetizar poliuretanos ramificados est?veis a partir da adi??o de pentaeritritol e avaliar seu potencial uso como suportes em engenharia tecidual. Para a s?ntese do PU ramificado foi utilizado o poliol policaprolactona diol (PCL) e pentaeritritol (PETT) em diferentes quantidades (5, 10 e 15% m/m em rela??o ao poliol), bem como, o hexametilenodiisocianato (HDI). Estes PU ramificados (PU-PETT) foram avaliados quanto ?s propriedades estruturais, morfol?gicas, mec?nicas, t?rmicas e de solubilidade em diversos solventes org?nicos e comparados ao PU linear (sem PETT). Entre os PU ramificados, o PU-PETT 5% apresentou melhores caracter?sticas morfol?gicas e de resist?ncia a tra??o, por isso ele foi utilizado para preparar membranas lixiviadas juntamente com o PU linear. As membranas lixiviadas foram avaliadas quanto as suas propriedades estruturais, morfol?gicas, mec?nicas, t?rmicas, molhabilidade, degrada??o hidrol?tica calcifica??o e grau de inchamento. A membrana lixiviada de PU-PETT 5% apresentou alta porosidade e interconectividade, maior estabilidade t?rmica comparada a membrana lixiviada de PU linear, apesar do menor grau de cristalinidade e massa molar. Al?m disso, a membrana de PU-PETT 5% apresentou habilidade para a biomineraliza??o de fosfato de c?lcio, boa molhabilidade, maior estabilidade a degrada??o hidrol?tica e maior grau de inchamento quando comparado a membrana de PU linear. Com isso, pode-se concluir que a membrana de PU-PETT 5% apresentou caracter?sticas adequadas para uso como biomaterial em engenharia de tecidos.

Orientador: Osmir Batista de Oliveira Junior / Banca: Gisele Faria / Banca: Wilton Rogério Lustri / Resumo: A engenharia de tecidos tem como perspectiva desenvolver opções terapêuticas para quadros clínicos com prognóstico limitado, objetivando substituir ou regenerar os tecidos lesados por meio do uso de biomateriais. A metodologia baseia-se no cultivo de células sobre uma matriz ou scaffold que deve ser otimizado para minimizar o risco de infecções e permitir a liberação das moléculas bioativas no local pretendido. As propriedades dos diversos biomateriais são essenciais para o sucesso da metodologia e estes podem ser manipulados de forma a mimetizar a arquitetura da matriz nativa. Assim, nos propomos a desenvolver um novo biocompósito baseado em celulose bacteriana (CB)/ fibroína (FB) visando aplicações em regeneração tecidual na odontologia, em 3 concentrações diferentes (CB/FB25%, CB/FB50% e CB/FB75%). Estes foram caracterizados por análise termogravimétrica, Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho (FT-IR), Difração de Raios-X, e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), demonstrando boa estabilidade físico-química, inclusive resitência à degradação térmica em altas temperaturas. A investigação da citocompatibilidade foi conduzida por meio de testes in vitro apenas com as amostras de CB/FB50%. Os testes aplicados foram MTT, azul de tripano, adesão e proliferação celular. As análises estatísticas foram realizadas por meio do software Graph Prism 5.0. Os resultados demonstraram que o material desenvolvido é biocompatível e não citotóxico. As imagens de MEV revelaram um número muito maior de células aderidas à superfície dos scaffolds de CB/FB quando comparado ao de CB pura. Com base nos dados obtidos é possível sugerir que o nanocompósito baseados em CB/FB50% configura uma excelente alternativa como scaffold para a reparação de tecidos. / Abstract: Tissue engineering has the purpose of developping therapeutic options especially designed to be used on limited clinical conditions, aiming to replace or regenerate damaged tissues applying biomaterials for that. The method is based on the cultivation of cells on a matrix or scaffold that should be optimized to offer minimum risk of infections and allow the release of bioactive molecules at the desired location. The success of the methodology depends on Biomaterials' properties that can be manipulated to mimic the three-dimensional architecture of native tissues extracellular matrix. Thus, we purpose to prepare a new nanocomposite based on bacterial cellulose (BC) / fibroin (SF) aiming at applications in the process of tissue regeneration in dentistry. Three different material's compositions were prepared (BC/SF 25 % BC/SF 50 % and BC/SF 75 %) and all of them were characterized by thermogravimetric analysis, Vibrational Spectroscopy in the Infrared Region (FT-IR), X-ray diffraction, and Scanning Electron Microscopy (SEM). The material showed good physical and chemical stability including resistance to thermal degradation at high temperatures. The investigation of the cytocompatibility was realized just using the samples BC/SF 50 % and the in vitro tests conducted were MTT, Trypan Blue, cell adhesion and proliferation assays. The statistical analysis was done applying the software Graph Pad Prism 5.0. The results showed that the developed nanocomposite is biocompatible and non-cytotoxic. SEM images revealed a greater number of cells attached to the scaffold CB / FB surface when compared to pure CB scaffolds. Based on the data obtained, it is possible to suggest that the nanocomposite based on CB/FB50% configures an excellent alternative as a scaffold for tissue repair. / Mestre

A medicina regenerativa é um campo fascinante e tem chamado a atenção, nos últimos anos, pelo crescente esforço multidisciplinar em busca de metodologias adequadas para a reposição de tecidos danificados no corpo humano. Entre as técnicas utilizadas para desenvolver matrizes para o uso em engenharia tecidual está o electrospinning. Essa técnica que permite a produção de nanofibras através do uso de forças electrostáticas e tem sido empregado para a produção de matrizes fibrosas. As células-tronco mesenquimais (CTM) são células-tronco adultas com alta plasticidade e por isto alvo de muitos estudos terapêuticos. O presente trabalho foi dividido em dois capítulos sendo que cada um tratou de um objetivo, como segue: (1) cultivar e diferenciar células-tronco mesenquimais em matrizes de nanofibras de poli(ácido lático-co-glicólico) (PLGA) produzidas através da técnica de electrospinning e investigar o envolvimento de receptores integrina- 1 no processo de adesão em matrizes de PLGA; (2) avaliar a viabilidade celular de células-tronco mesenquimais ou células mononucleares (CMNs) misturadas a uma solução de poli(álcool vinílico) (PVA) e submetidas a produção de fibras por electrospinning. No capítulo I, as CTM foram isoladas de camundongos da linhagem C57BL/6, cultivadas e submetidas a diferenciação condrogênica em matrizes de nanofibras de PLGA produzidas por electrospinning. Análises realizadas 24 horas após a semeadura demonstraram que as CTM eram responsívas e apresentavam morfologia semelhante a de fibroblastos com a presença de fibras de estresse de actina. O bloqueio dos receptores integrina- 1 reduziu (em cerca de 20%) a adesão celular e as observações demonstraram a perda das fibras de estresse de actina. Estes resultados demonstraram a habilidade das nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares mediadas por adesão via integrina. No capítulo II foi avaliada a viabilidade de CTM e CMNs após terem sido processadas pelo electrospinning. As CTM foram extraídas da parede de cordão umbilical e as CMNs do sangue de cordão umbilical. Ambas as células foram misturadas a uma solução de PVA 10% e esta suspensão foi utilizada para produzir fibras pelo processo de electrospinning durante 30 minutos utilizando-se uma voltagem de 21 kV. Após o procedimento a viabilidade celular foi mensurada através de contagem celular com exclusão de células mortas por coloração com Trypan Blue. As CTM tiveram a viabilidade reduzida para 19.6%, e as CMNs para 8.38%. Os dados coletados sugerem a necessidade de mais estudos na busca de estratégias de proteção celular durante o electrospinning, uma vez que a elevada perda da viabilidade celular pode estar relacionada à alta viscosidade da solução polimérica, levando a redução do acesso ao meio nutritivo, associada aos efeitos do estresse mecânico e elétrico inerentes do procedimento. Os resultados gerais destes capítulos (1) demonstraram a habilidade das matrizes de nanofibras de PLGA em ativar respostas celulares via receptores integrinas- 1; (2) sugerem que a incorporação de células em matrizes fibrosas durante a produção de fibras através da técnica de electrospinning é um procedimento viável e pode ser utilizado como estratégia para a melhor distribuição celular na matriz formada. Juntamente, estes dados contribuem para o entendimento do comportamento das CTM em matrizes biodegradáveis e biocompatíveis produzidas por electrospinning, as quais podem ser utilizadas como material carreador em tratamentos clínicos envolvendo transplante celular. / Regenerative medicine is an amazing field that has called attention, in the last years, due to the multidisciplinary efforts to find suitable methodologies to regenerate damage tissues. Electrospinning is an important technique used to produce nanofibers and is employed to develop fibrous scaffolds. Mesenchymal stem cells (MSC) are adult stem cells with high plasticity and, for this reason, are widely studied in therapeutic approaches. The present study is composed by two chapters, with different aims, as follow: (1) culture MSC on poly(D, Llactide- co-glycolide) (PLGA) nanofiber scaffolds and induce them to condrogenic differentiation and, analyze the influence of the integrin- 1 receptor in the adhesion of MSC on PLGA scaffolds; (2) analyze the viability of MSC and mononuclear cells (MNCs) mixed to a PVA solution after electrospinning. In the Chapter I, MSCs were isolated from C57BL/6 mice, cultured on PLGA scaffold produced by electrospinning technique and differentiated into chondrogenic lineage. After seeding, MSCs were responsive and become flattened with fibroblast-like morphology demonstrated by the presence of actin stress fibers. Integrin- 1 receptor blockage reduced (about 20%) cell adhesion with loss of actin stress fibers, demonstrating the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion. In the Chapter II, the viability of MSC and MNC after electrospinning were analyzed. MSC were extracted from the wall of the umbilical cord, and MNC from the umbilical cord blood. Cells were resuspended in a solution of poly(vinil alcohol) (PVA) 10% and subjected to electrospinning during 30 minutes under a voltage of 21kV. Cell viability was assessed before and after the procedure by exclusion of dead cells by Trypan Blue staining. After electrospinning the MSC viability reduced to 19.6%, and the MNCs viability to 8.38%. These data suggest the need for more investigations looking for strategies to protect cell from the damages caused by electrospinning, as the loss of viability can be related to the high viscosity of the polymeric solution which reduced the access to nutrients associated to the electric and mechanical stress during electrospinning. The results of both chapters (1) demonstrated the ability of PLGA nanofiber to trigger integrin receptor-mediated cell adhesion; (2) suggested that the cellular incorporation into fibrous scaffolds produced by electrospinning is a viable process and can be used to improve the cellular distribution into scaffolds. The present data contribute to the understanding of MSCs´ behavior on these biodegradable and biocompatible scaffolds that can be used as carriers in treatments involving cell transplantation.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 268346.pdf: 3456936 bytes, checksum: 3509d6b9a3e40122b1feb5104c104ff7 (MD5) / Membranas porosas constituídas de nanofibras de celulose bacteriana foram produzidas pela bactéria Gluconacetobacter hansenii ATCC 23769, quando cultivada em um meio de cultura apropriado e sob circunstâncias estáticas. A formação in situ dos poros foi desenvolvida com o uso de moldes adequados. As propriedades físico-químicas da membrana de celulose bacteriana, tais como o grau de cristalinidade e a deformação à tração não foram alteradas significativamente após a formação dos poros. Sugere-se que as membranas assim constituídas de microporos podem ser úteis para aplicações de engenharia de tecidos, que exigem elevadas taxas de oxigenação ou que exigem atraso da contração tecidual. Estruturas tridimensionais em forma de hidrogel de celulose bacteriana foram produzidas utilizando a bactéria G. hansenii em culturas sob condições agitadas e meio de cultivo apropriado. Estas estruturas, com geometria esferóide, elipsóide ou ovóide, são compostas por uma massa gelatinosa, em forma de "cocoon", envolvida por uma membrana densa. Hidrogéis macroscópicos tridimensionais vascularizados de celulose bacteriana foram desenvolvidos através das condições previamente descritas, utilizando-se moldes para a formação de vasos. A massa gelatinosa está envolvida por uma membrana elástica. No seu interior foram produzidos canais que podem simular vasos sanguíneos. Um compósito constituído de celulose bacteriana e acemanana foi preparado através do cultivo da bactéria G. hansenii em meio de cultivo suplementado com acemanana, um polissacarídeo proveniente da planta Aloe barbadensis Miller. Esse compósito também apresenta uma estrutura tridimensional gelatinosa, composta por nanofibras de celulose e acemanana dispersas leatoriamente, envolvido por uma densa membrana externa. O grande diferencial deste biomaterial é a incorporação da acemanana nas nanofibras de celulose, com possíveis benefícios terapêuticos da acemanana. A estrutura química da celulose favorece a síntese de hidroxiapatita na sua superfície, transformando-a num biomaterial com propriedades possíveis de promover a recuperação de tecidos ósseos e cartilaginosos. Uma estrutura hidrogel tridimensional multicamada composta de celulose bacteriana e hidroxiapatita foi produzida através de mineralização de hidroxiapatita na superfície das nanofibras de celulose. Foi observado que a hidroxiapatita foi depositada na superfície e está homogeneamente distribuída nas nanofibras de celulose. Os estudos reportados neste trabalho ampliam o potencial de aplicação da celulose bacteriana, sobretudo de biomateriais derivados da plataforma tridimensional obtida em culturas hidrodinamicamente controladas. / Porous, nanofibrous bacterial cellulose membranes were produced by the bacterium Gluconacetobacter hansenii ATCC 23769. The bacterium was cultivated in an appropriate culture medium under static conditions. In situ pore formation was attained through the use of adequate pin templates. Physico-chemical properties of BC membranes, like degree of crystallinity, swelling and tensile strength were not significantly altered after pore formation. Microporous membranes could be useful for applications in repairing tissues, which require high oxygenation rates or wound contracture delay. Three-dimensional bacterial cellulose hydrogels were produced using the bacterium G. hansenii in agitated appropriate culture. The structures exhibit a rough ellipsoid geometry and are composed by a gelatinous mass involved by a denser membrane, which resembles a "cocoon". Macroscopic vascular three-dimensional bacterial cellulose hydrogels were produced by the same conditions previously described, using appropriate templates for vessels formation. The vessels, that simulate blood vessels, were formed in the inner part of the hydrogel. Three-dimensional bacterial cellulose hydrogels acemannan composite material was produced by supplementing the culture medium with acemannan, which is a polysaccharide extracted from Aloe barbadensis Miller. The composite exhibits a three-dimensional hydrogel structure composed of cellulose and acemannan fibers bonded together, random dispersed in the gel and enclosed by a dense external membrane. This new biomaterial is a potential candidate for medical applications due to the therapeutic properties of acemannan. The chemical structure of the cellulose nanofibers favors the nucleation of hydroxyapatite on their surface, which indicates the potential of cellulosehydroxyapatite composites for applications in tissue engineering for cartilaginous and bone tissue regeneration. A three-dimensional multilayer structure comprised of bacterial cellulose and hydroxyapatite was produced through mineralization of hydroxyapatite on the surface of the cellulose nanofibers. The hydroxyapatite particles were deposited and homogeneously distributed over the surface of the fibers. The studies reported in this work extend the potential of bacterial cellulose, especially of biomaterials derived from the three-dimensional bacterial cellulose based platform obtained with hydrodynamically controlled cultures.

Submitted by Barroso Patrícia (barroso.p2010@gmail.com) on 2013-08-12T17:55:59Z No. of bitstreams: 1 MarionFinal.pdf: 12836554 bytes, checksum: 66dc4e3adc66f1b0b4ea173078da5e72 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-12T17:55:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarionFinal.pdf: 12836554 bytes, checksum: 66dc4e3adc66f1b0b4ea173078da5e72 (MD5) Previous issue date: 2010 / FAPESB / No processo fisiológico de regeneração óssea, o estrôncio, em concentrações plasmáticas adequadas, compartilha e substitui o cálcio, e pode favorecer um melhor remodelamento tecidual. Este trabalho teve como finalidade mensurar os níveis de estrôncio e de cálcio no plasma sanguíneo, durante o reparo de defeito crítico em calvária de rato. Foram utilizados 75 Rattus norvegicus da linhagem Wistar, albinos, machos e adultos, distribuídos em cinco grupos (GI, GII, GIII, GIV e GV). Os defeitos críticos foram preenchidos por coágulo sanguíneo (GI e GII), por selante de fibrina (GIII e GV) e por microesferas de hidroxiapatita (GIV e GV). Os animais foram avaliados nos tempos biológicos de 15, 45 e 120 dias. Aqueles pertencentes ao GI receberam dieta convencional, enquanto os dos demais grupos receberam, por via enteral, dieta pastosa com 900mg/Kg.dia do fármaco ranelato de estrôncio. Após a coleta sanguínea, os animais foram eutanasiados. O estrôncio e o cálcio foram mensurados por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GFAAS) e espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS), respectivamente. Observou-se que as concentrações plasmáticas de estrôncio e de cálcio, em 15 dias, foram, respectivamente: GI – 0,0005/2,5mmol/L; GII – 0,2/2,2mmol/L; GIII – 0,26/2,1mmol/L; GIV – 0,13/2,4mmol/L; GV – 0,24/2,1mmol/L. No período de 45 dias as concentrações obtidas foram: GI – 0,0006/2,5mmol/L; GII – 0,1/2,3mmol/L; GIII – 0,2/2,3mmol/L; GIV – 0,013/2,5mmol/L; GV – 0,1/2,3mmol/L e em 120 dias GI foi de 0,00047/2,4mmol/L; GII – 0,04/2,3mmol/L; GIII – 0,03/2,3mmol/L; GIV – 0,03/2,2mmol/L; GV – 0,03/2,3mmol/L. O grupo que fez uso apenas da hidroxiapatita apresentou menor valor de concentrações de estrôncio estatisticamente significantes (p<0,05) nos tempos de 15 e 45 dias. Na comparação de todos os tempos biológicos, as concentrações plasmáticas de estrôncio foram menores em 120 dias, com diferenças estatisticamente significantes. Conclui-se que a administração de ranelato de estrôncio produziu variações na concentração plasmática dos elementos estrôncio e cálcio. A concentração plasmática de estrôncio aumentou após a administração de ranelato de estrôncio. Dentre os grupos em que houve administração de ranelato de estrôncio, a menor concentração plasmática do estrôncio foi observada no grupo com implantação de hidroxiapatita. Entre os grupos em que houve administração de ranelato de estrôncio, a maior concentração plasmática do cálcio foi observada no grupo com implantação de microesferas de hidroxiapatita. / Universidade Federal da Bahia - Instituto de Ciências da Saúde

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336046.pdf: 2171162 bytes, checksum: 3d321276a4678c89b18491a4aa1a2fa5 (MD5) Previous issue date: 2015 / A engenharia tecidual é uma área de pesquisa que objetiva tratar, manter ou reparar tecidos animais. A cicatrização de feridas, em particular, é um assunto de grande interesse. Há uma grande necessidade de se desenvolver materiais curativos, para que se obtenha melhores resultados, comparados aos existentes. Novos biomateriais com capacidade de funcionalização são promissores, como é o caso da combinação de nanocelulose e de colágeno. O objetivo deste trabalho foi extrair, caracterizar e incorporar colágeno extraído de pele de Rana catesbeiana (rã-touro) em membranas de nanocelulose, com a finalidade de desenvolver biopolímeros com propriedades aplicáveis à cicatrização de feridas. Foi possível extrair colágeno da pele de rã-touro e quantificar as proteínas totais (214 µg) e a fração de colágeno (172 µg) por grama de pele, ressaltando a quantificação como o diferencial deste trabalho comparado à literatura. O material extraído da pele de rã-touro foi caracterizado quanto ao perfil eletroforético e à temperatura de desnaturação, revelando que o colágeno extraído é do tipo I, com massa molar de 253 kDa e temperatura de desnaturação de 30,08 °C. O biomaterial foi produzido pela incorporação do colágeno em membranas de nanocelulose. As propriedades pretendidas do biopolímero foram caracterizadas quanto à morfologia 2D e 3D, temperatura de transição vítrea e de fusão, estabilidade térmica e quanto aos grupamentos funcionais. As análises 2D e 3D de microestrutura mostraram o entrelaçamento do colágeno nas fibras de nanocelulose quando na forma biopolimérica, enquanto as análises térmicas indicaram que os biopolímeros apresentam estabilidade necessária à aplicação como cobertura de feridas. O colágeno extraído apresentou bandas características de colágeno e as mesmas puderam ser identificadas após a incorporação do mesmo à nanocelulose. A ação do colágeno e do biopolímero na cicatrização in vitro foi avaliada. O ensaio de ferida permitiu concluir que o colágeno de rã-touro atua expressivamente, de modo a acelerar o processo de fechamento da ferida, este processo ocorrendo mesmo em baixas concentrações de colágeno . Este trabalho demonstrou que é possível extrair, quantificar e incorporar colágeno de rã-touro em membranas de nanocelulose e que o biopolímero desenvolvido possui as propriedades necessárias à utilização em processos de cicatrização de feridas.<br> / Abstract : Tissue engineering is a research area that aims to treat, maintain or repair animal tissues. Wound healing, in particular, is a subject of great interest, and there is an increasing need to develop curative materials displaying better healing properties compared to existing ones. New biomaterials showing capacity for functionalization, such as the combination of nanocellulose and collagen, area promising field of research in this area. The objective of this study was to extract, characterize and incorporate collagen from the skin of Rana catesbeiana (bullfrog) in nanocellulose membranes, in order to develop biopolymers with properties suitable for wound healing. The material extracted from bullfrog skin was quantified as the total protein content (214 µg) and collagen (172 µg) per grams of skin, highlighting the quantification as the differential of this work compared to literature. The obtained collagen was characterized for the electrophoretic profile and denaturation temperature, results indicating that the extracted collagen is type I, with molecular weight of 253 kDa and denaturation temperature of 30.08 °C. The biopolymer was produced by the incorporation of collagen in nanocelulose membranes. The desired properties of the biocomposite were characterized for 2D and 3D morphology, glass transition and melting temperature, thermal stability and for functional groups. The 2D and 3D analysis of microstructure showed interlacing collagen fibers amongst nanocelulose, when in the biopolymeric form. The showed collagen characteristic bands and the same was observed when it was incorporated in the nanocelulose. The wound healing assay showed that the bullfrog collagen shows significantly effect in accelerating the process of wound closure, and that this process occurs even at low collagen concentrations. This work showed that it is possible to extract, quantify and incorporate bullfrog collagen in nanocelulose membranes and that the biopolymer obtained has the properties/functions required for use in wound healing.