Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RuedaMartinez_GuillermoAndres_M.pdf: 4483284 bytes, checksum: 01caeae720e6b42068cb4cc55f6897d9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O desenvolvimento de materiais para a aplicação em engenharia tecidual vem sendo um dos grandes desafios na pesquisa de biomateriais. Polímeros não tóxicos e biocompatíveis ao corpo humano são estudados para viabilizar sua aplicação em técnicas avançadas de biofabricação, como a prototipagem rápida. Estas técnicas utilizam biomateriais, permitindo manipular e depositar nestes, células vivas em um processo de construção por camadas de matrizes ou -scaffoldsII, possibilitando seu posterior uso como dispositivos médicos. Dentre os biomateriais que podem ser utilizados na prototipagem rápida para uso biomédico, encontra-se o poli (ácido láctico) ou PLA, o qual é sintetizado a partir do ácido láctico que pode ser obtido por fermentação de açúcares extraídos de fontes renováveis, tais como cana-de-açúcar e milho. O PLA é um polímero biocompatível usado em várias aplicações biomédicas, devido à sua degradabilidade em contato com fluidos corpóreos e capacidade de ser absorvido pelo corpo humano. Trata-se de um polímero muito versátil que pode ser produzido com ampla gama de propriedades. Devido a estas características, encontrar os valores ótimos de todas as variáveis para atingir propriedades específicas do produto, torna-se inviável experimentalmente, visto que há elevado custo e grande tempo requerido pelos experimentos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma planta de processamento virtual para estudar e simular o processo de síntese do PLA a partir de fontes renováveis usando o simulador comercial ASPEN PLUS®. Através das simulações foram identificadas as relações das propriedades do polímero com as condições operacionais (temperatura, pressão, entre outras) e de projeto (volume reacional), visando obter um produto final com alta massa molar e pureza / Abstract: The development of successful materials for use in tissue engineering has been one of the major challenges in biomaterials research. Biocompatible polymers as well as advanced biomanufacturing techniques, such as rapid prototyping, have been extensively studied. These techniques use biomaterials that allow the manipulation and deposition of living cells in a layer-by-layer building process to create- scaffoldsII for further use as medical devices. Poly (lactic acid) or PLA, which is synthesized from lactic acid obtained by fermentation of sugars derived from renewable sources such as sugar cane and corn, is one of the most common biomaterials employed in rapid prototyping. PLA is a biocompatible polymer used in several biomedical applications due to its high biodegradability in contact with body fluids and its ability to be absorbed by the human body. Furthermore, it is a very versatile polymer that can be produced with a wide range of properties. Therefore, the experimental process to adjust and optimize all the variables in order to achieve specific properties of the product is impractical, not only because of the high economic cost it involves, but also because of the time-consuming nature of the process. In this context, the study and simulation of the synthesis of PLA from renewable sources was proposed using the commercial simulator ASPEN PLUS® in order to identify the relationship between the polymer properties and the operating conditions (temperature, pressure, etc.) as well as the design conditions (reaction volume) so as to achieve a final product with high molecular weight number / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:45:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RinconLasprilla_AstridJuliana_M.pdf: 3221598 bytes, checksum: 770b6e18d53feb7a64bc70fd5a1e0f6a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os recentes avanços em biomateriais, como polímeros biodegradáveis e bioreabsorvíveis, juntamente com o desenvolvimento de novas técnicas de biofabricação, estão permitindo criar dispositivos médicos que auxiliam na recuperação de tecidos e/ou órgãos danificados por traumas ou doenças, proporcionando melhor qualidade de vida e saúde pública. O Poli (ácido láctico) (PLA) é, dentre os biomateriais, um dos mais importantes para a produção destes dispositivos, devido às suas propriedades e por ser produzido a partir do ácido láctico, um ácido orgânico de origem biológica, o qual pode ser sintetizado via fermentativa, utilizando açúcares derivados de cana-de-açúcar, no qual o Brasil tem grande destaque mundial. O PLA pode ser obtido por diferentes rotas, mas independente da rota utilizada, requer um rigoroso controle de processo. As condições de operação deste tipo de síntese influenciam amplamente as características finais do produto. Neste contexto, estudar o comportamento do processo de produção de PLA é necessário para desenvolver estratégias de controle que permitam escolher as condições operacionais para obter um produto com as propriedades desejadas. Neste estudo, foi apresentada a síntese e caracterização de PLA por duas rotas convencionais: condensação direta de ácido láctico e síntese por abertura do anel a partir do lactídeo previamente sintetizado a partir de ácido láctico. Também foi realizada a análise das variáveis operacionais (temperatura e tempo de reação), assim como seus efeitos sobre as características do produto, através dos testes de polimerização realizados e da análise das propriedades dos polímeros obtidos. O projeto foi realizado em três partes: síntese do polímero, caracterização deste e comparação dos resultados obtidos pelos dois métodos. As duas rotas de polimerização do ácido láctico resultaram ser adequadas para a obtenção do PLA a partir de ácido láctico nas condições estudadas / Abstract: Recent advances in biomaterials as biodegradable and bioabsorbable polymers, along with the development of new biomanufacturing techniques, are allowing to create medical devices that assist in tissue and/or organs repair damaged by trauma or disease, providing a better quality of life and public health. The Poly (Lactic Acid) (PLA) is, among the biomaterials, one of the most important for the production of these devices due to its properties and because it is produced from lactic acid, an organic acid of biological origin, which can be synthesized through fermentation using sugars derived from sugar cane, in which Brazil has great global leadership. The PLA can be obtained by different routes, but independent from that used, it requires a rigorous process control. The operating conditions of this kind of synthesis largely influence the final characteristics of the product. In this context, studying the behavior of the production process of PLA is required to develop control strategies that allow choosing the operating conditions for a product with the desired properties. In this study is presented the synthesis and characterization of PLA by two conventional routes: direct condensation of lactic acid and ring opening synthesis of lactide previously synthesized from lactic acid. Also carried out analysis of the operating variables (temperature and reaction time), as well as its effects on the characteristics of the product through of the polymerization tests performed and the analysis of the properties of polymers. The project was undertaken in three parts: polymer synthesis, characterization and comparison of the results obtained by two methods. The two routes of lactic acid polymerization were adequate for obtaining the PLA from lactic acid under the conditions studied / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_marcus_cristian_muniz_conde.pdf: 3350332 bytes, checksum: a91e9eb1b05eba094cafdfee07a22a72 (MD5) Previous issue date: 2012-09-25 / Physicochemical properties and biological applicability of materials to be used in Tissue Engineering (TE) have great interest in the development of innovations in biotechnology. In dentistry research incomes every day and clarify the possibility to implement therapies for regeneration of dental pulp in clinical practice in a short time period. Such translation will require the ability to build a pulp tissue that completely fills the root canal dentin and produce appropriate vascularization to perform the metabolic exchanges needed for human tissues. To do it, we need achieve some advances; standardization of techniques and materials, which produce completely safe results, is essential to do the translation from the lab assays to RCT in humans. Based on that, the aim of this study was to perform a systematic review of the literature to analyze the knowledge regarding the importance of the interface between stem cells and scaffolds. Thereafter, we identify some gaps of knowledge in this field, as well as the techniques that have been employed today with potential to establish the transition from laboratory research to clinical. Among the obtained results, we have detected that the scaffold s physical properties, although imperative in determining cellular behavior were, little exploited since the advent of pulp stem cells. So, we carried out a study to evaluate the influence of the pore size on the proliferation and differentiation of Dental Pulp Stem Cells (DPSCs) in vitro. In order to obtain two different pore sizes (150-250μm and 251-450μm), sodium chloride was sieved and used as the porogen-inducer. Tooth slices (1-mm thickness) were obtained from recently extracted third molars and after pulp tissue removal, scaffolds with both porogen inducer sizes were prepared using PLLA (Poly-L-lactic acid) inside the pulp chamber. DPSCs (1 x 105 cells) were seeded in the scaffolds with different porosities, in 24-well plates with specific medium. The cell proliferation was evaluated using the WST1 assay at 3, 7, 14 and 21 days intervals. Also, after 21 days of culture, the RNA of seeded cells was extracted using Trizol and RT-PCR technique was used to assess the differentiation of the DPSCs in odontoblasts, using putative odontoblast markers (DSPP, DMP1 and MEPE). RNA from fresh odontoblasts was used as a control. Cell proliferation rate was similar in both scaffolds except for the 14 days period, when the cells seeded in the scaffolds with larger porosities showed higher proliferation (p<0.05). After 21 days DPSCs seeded into the dentin slices expressed the differentiation odontoblastic markers, independently of the pore sizes. The two different pore sizes tested allowed the DPSCs proliferation and differentiation / Propriedades físico-químicas e aplicabilidade biológica de materiais para aplicação em Engenharia Tecidual (ET) são de grande interesse e crescente importância no desenvolvimento de inovações na área de biotecnologia. Na odontologia as pesquisas avançam a cada dia e demonstram que no futuro será possível aplicar terapias para regeneração da polpa dental na prática clínica. Essa transição demandará a capacidade de construção de um tecido pulpar que preencha completamente o canal radicular, produza dentina e tenha uma vascularização suficiente para realização das trocas metabólicas teciduais. Para isso avanços ainda precisam acontecer; a padronização de técnicas e materiais que produzam resultados seguros é indispensável para que as terapias baseadas nos princípios da ET possam ser utilizadas em ensaios clínicos em humanos. O objetivo desse estudo foi realizar uma revisão sistemática da literatura para analisar as técnicas baseadas em Stem Cell-Based Therapy com potencial de estabelecer a transição das pesquisas laboratoriais para avalições clínicas em um futuro próximo. Após a revisão, algumas lacunas no conhecimento foram claras.. Assim, foi realizado um estudo para avaliar a influência do tamanho de poros de scaffolds, a base de PLLA, na proliferação e diferenciação de DPSCs. Para a obtenção de dois diferentes tamanhos de poros (150-250μm e 251-450μm), utilizamos cloreto de sódio como porógeno. Tooth Slices (1 mm de espessura) foram obtidos de terceiros molares humanos recém extraídos. O espaço correspondente à câmara pulpar foi preenchido com o sal, e então coberto com uma solução PLLA. Após a remoção a polimerização do PLLA e remoção do sal com água destilada foram semeadas DPSC (1 x 105 cells) nos scaffolds com diferentes porosidades. A proliferação celular foi avaliada após períodos específicos (3, 7, 14 e 21 dias) utilizando o método WST1. Após 21 dias em cultivo, realizamos o isolamento do RNA, do tecido produzido nos TS, utilizando Trizol®. Avaliamos a diferenciação odontoblástica através de RT-PCR através da expressão de marcadores odontoblásticos (DSPP, DMP1, MEPE), normalizados contra o GAPDH. O RNA de odontoblastos humanos foi o controle positivo. As taxas de proliferação celular foram similares nos dois grupos experimentais. Entretanto, após 14 dias de cultivo, as células cultivadas nos scaffolds com maiores porosidades apresentaram uma taxa de proliferação significativamente maior (p<0,05). Após 21 dias de cultivo nos TS, as DPSCs expressaram os três MO, independente do tamanho dos poros. Os tamanhos de poros aplicados por nós foram capazes de sustentar a proliferação e diferenciação das DPSC semeadas nos TS

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:53:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galdino_AndreGustavodeSousa_D.pdf: 8544982 bytes, checksum: 9bbd7c8f53578d5a0a79aeec90ea4222 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: À medida que há uma melhoria na tecnologia aplicada à saúde humana, a expectativa de vida vem aumentando, mas nem todas as partes do corpo podem manter suas funções com o processo de envelhecimento. É preciso que os ossos e a cartilagem apóiem o envelhecimento do corpo, embora as células que os produzem se tornem menos ativas com o tempo. Outros órgãos, tais como os rins, o coração e o fígado devem ser operados para ter um tempo de vida maior. A engenharia tecidual foi desenvolvida para substituir, reparar ou reconstruir tecidos ou órgãos perdidos ou danificados por acidentes ou doenças graves através da utilização e desenvolvimento de novos materiais, que sejam biocompatíveis, bioabsorvíveis, porosos, entre outras características. Os scaffolds são arcabouços tridimensionais porosos e são utilizados na regeneração de tecidos para seu estado natural e suas funções, que é fundamental para a engenharia tecidual. Eles podem ser classificados em arcabouços que induzem a migração e o crescimento celular e em arcabouços carreadores de células osteogênicas autógenas, que foram colonizadas em biorreatores e subsequentemente reimplantadas no paciente. Tais scaffolds podem ser naturais ou sintéticos. O objetivo deste trabalho é avaliar o compósito poroso de hidroxiapatita - titânia (HATiO2), em três composições diferentes (50% HA - 50% TiO2, 60% HA - 40% TiO2, 70% HA - 30% TiO2) para obter scaffolds utilizados para engenharia tecidual óssea. Os corpos de prova foram produzidos pelo método da esponja polimérica, utilizando bicarbonato de sódio como ligante e floculante. A sinterização foi realizada em três temperaturas: a 1250ºC; 1300ºC e 1350ºC. As propriedades analisadas foram: resistência à compressão e dureza através das normas da ASTM, porosidade aparente, densidade aparente, retração linear de queima e absorção de água, pelo método de Souza Santos para argilas. Os resultados obtidos mostraram-se bastante satisfatórios, onde foi mostrado que os corpos cerâmicos porosos obtiveram valores de resistência à compressão e dureza coerentes com os da literatura e superiores aos da hidroxiapatita pura. Realizou-se também uma caracterização estrutural das amostras via difração de raios - x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Com base nos resultados mecânicos e de caracterização estrutural, foi escolhida a amostra com composição de 50% HA - 50% TiO2 sinterizada a 1350ºC para realização de ensaios in vitro, onde foram avaliadas citotoxicidade e crescimento celular de osteoblastos e fibroblastos de camundongos. Os resultados indicaram que o compósito é biocompatível e que as células cresceram nos scaffolds. De forma geral, pode-se concluir que todas as amostras são indicadas para a utilização como matéria prima para aplicação em engenharia tecidual óssea. A amostra com 50% HA - 50% TiO2 apresentou melhores características para a realização dos ensaios in vitro realizados neste trabalho e pode-se indicar esta para a realização de ensaios in vivo, onde devem ser avaliadas as características de citotoxicidade e crescimento de células ósseas em animais, por um período de 15 e 30 dias, conforme normas da área de saúde / Abstract: As we witness an improvement in the technology applied to human health, life expectancy increases, even though not every part of the body can maintain their functions with the aging process. It is necessary that bones and cartilage support the body's aging, even if the cells that produce them become less active with time. Other organs, such as kidneys, heart and liver must be operated to have a higher lifetime. Tissue engineering has been developed in order to replace, repair or rebuild tissues or organs lost or damaged due to accidents or serious diseases through the use and development of new materials that are biocompatible, bioabsorbable, with porosity among other characteristics. Scaffolds are a kind of porous tridimensional net and they are used on tissues regeneration to their natural state and functions, which is fundamental for tissue engineering. They can be classified as scaffolds that induce migration and cell growth and as carrier scaffolds for autogenous ostheogenic cells, which were colonized inside bioreactors and then redeployed on the patient. Those scaffolds can be natural or synthetic. This research aimed to evaluate hydroxyapatite-titanium oxide (HA-TiO2) with three different compositions (50% HA - 50% TiO2, 60% HA - 40% TiO2, 70% HA - 30% TiO2) to obtain scaffolds used for bone tissue engineering. Samples were made by the polymeric sponge method, using sodium bicarbonate as a binder and flocculating agent. Sintering was carried out at 1250ºC; 1300ºC e 1350ºC. It was analyzed compressive strength and Vickers hardness using ASTM Standards, apparent porosity, apparent density, burning linear retraction and water absorption by Souza Santos method used for clays. Results proved satisfactory showing that ceramic bodies obtained compressive strength and Vickers hardness according to literature and higher than those for pure hydroxyapatite. Samples structural characterization was done by x-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM) and Fourier transformed infrared (FT-IR). It was chosen 50% HA - 50% TiO2 sintered at 1350ºC based on its mechanical properties and structural characterization and in vitro essays were done to evaluate citotoxicity and mouse osteoblasts and fibroblasts cell growth. Results have shown that the composite is biocompatible and the cell growth above scaffolds surface. In general, samples can be recommended for use as raw material for bone tissue engineering application. The sample with 50% HA - 50% TiO2 showed better characteristics for in vitro essays done and it can be recommended for in vivo essays where citotoxicity and bone cell growth in animals during 15 and 30 days, according to health standards / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Atualmente, a única alternativa viável para pacientes que possuem um quadro de doença hepática em estágio final é o transplante total ou parcial de fígado. Devido à crescente defasagem entre doadores disponíveis e pacientes em fila de espera, o desenvolvimento de abordagens de engenharia tecidual hepática (ETH) se tornou uma necessidade crescente. As células pluripotentes induzidas (iPS) são uma atraente alternativa para servirem como fonte celular para aplicações de engenharia tecidual por serem capazes de produzir todos os fenótipos celulares. Dentre as principais abordagens de EHT podemos citar as técnicas de bioimpressão 3D, organóides hepáticos e descelularização/recelularização. Este trabalho buscou avaliar a utilização de células iPS no desenvolvimento das três tecnologias descritas. Visando avaliar como imprimir um tecido hepático funcional com células iPS, testamos a impressão com hepatócitos dispersos em células únicas em comparação com a impressão de esferóiedes hepáticos. Os esferóides hepáticos mostraram maior viabilidade e funcionalidade hepática por preservarem o fenótipo epitelial ao longo do tempo. A composição de células não parenquimáticas derivadas de iPS ou células primárias para a formação de organóides hepáticos foi testada neste trabalho. Os resultados indicam que, utilizando células mesenquimais primárias e endoteliais derivadas de iPS, obtém-se uma maturação hepatica mais eficiênte devido a inibição das vias de sinalização TGF-&beta;? e modulação da via Wnt. A recelularização do tecido aórtico descelularizado de ratos com células derivadas de iPS mostrou ser capaz de prover função hepática em cultura assistida por biorreator, porém os resultados indicam a necessidade de aprimoramento do protocolo de recelularização. Este trabalho comprovou a viabilidade da aplicação de células iPS nas abordagens EHT testadas e contribuiu para o desenvolvimento de alternativas terapêuticas viáveis para pacientes em fila de espera de transplante hepático / Currently, the only feasible alternative for patients with end-stage liver disease is total or partial liver transplantation. Due to the growing gap between available donors and patients in waiting list, the development new tissue engineering technologies have become a growing need. Induced pluripotent cells (iPS) are an attractive alternative to serve as cell source for tissue engineering applications due to their ability to differentiate into all cellular phenotypes. Among the main liver tissue engineering technologies, 3D bioprinting, hepatic organoids and decellularization/recellularization of biological matrixes have generated much expectation. Thus, this work aimed to evaluate the use of iPS cells in the development of the aforementioned technologies. In order to evaluate how to bioprint a functional liver tissue using iPS-derived cells, we tested the effect of printing a single cell dispersion of hepatocytes versus printing hepatic spheroids. Hepatic spheroids showed greater viability and liver function, due to preserved epithelial phenotype over time. The composition of non-parenchymal cells using iPS-derived cells or primary adult cells for hepatic organoid formation was tested. The results indicated that, using primary mesenchymal cells and iPS-derived endothelial cells, we obtained a more efficient hepatic maturation due to the inhibition of TGF-&beta;? and modulation Wnt signaling pathway. Recellularization of rat aortic decellularized scaffold with iPS-derived cells displayed hepatic function over time in a bioreactor-assisted culture, but the results indicate the need for improvements in the recellularization protocol. In conclusion, this work demonstrated the feasibility of use of iPS-derived cells for liver tissue engineering approaches and contributed to the development of the investigated technologies in order to generate future therapeutic alternatives for patients in waiting list for liver transplantation

A engenharia de tecido pulpar tem como objetivo substituir a polpa dentária inflamada ou necrosada por um tecido saudável e funcional, capaz de formar nova dentina para reparar a estrutura dentária perdida. Assim, os objetivos deste trabalho foram: avaliar a habilidade de diferenciação de célulastronco de dentes decíduos exfoliados humanos (SHED) em odontoblastos funcionais, demonstrando a formação de tecido mineralizado in vivo; e estudar o efeito de VEGF em SHED com relação à estimulação de vias de sinalização celular (STAT3, AKT e ERK), proliferação, migração, formação de estruturas tubulares e diferenciação em células endoteliais. O início do processo de mineralização de SHED tratadas com dexametasona, ácido ascórbico \'beta\' - glicerofosfato pôde ser detectado por meio da produção da enzima fosfatase alcalina a partir da segunda semana de cultura, mas a expressão de RNAm para DSPP só foi observada após 28 dias de indução. Utilizando-se o modelo de fatias de dentes e matrizes condutivas implantadas no dorso de camundongos imunodeprimidos, demonstrou-se a diferenciação de SHED em células semelhantes a odontoblastos, as quais tiveram imunomarcação positiva com o anticorpo DMP-1. A deposição de dentina, seguindo um ritmo centrípeto de crescimento, numa taxa de 14,1 µm por dia também foi demonstrada por meio da marcação com tetraciclina. O tratamento das SHED com VEGF estimulou a fosforilação de ERK e AKT e a diminuiu a fosforilação de STAT3 em um período de uma hora, provavelmente por meio de sua ligação com os receptores VEGFR-1 e NP-1 presentes nestas células. Além disso, VEGF intensificou a organização das SHED em estruturas tubulares, havendo diferença estatisticamente significativa entre os grupos tratado e não tratado a partir do 5o dia de tratamento. Entretanto, VEGF não estimulou a proliferação nem a migração destas células. Os resultados de RT-PCR mostraram que SHED cultivadas em fatias de dentes e matrizes condutivas expressaram VEGFR-2 já após o primeiro dia de estímulo com VEGF. Ademais, os quatro marcadores de células endoteliais (VEGFR-1, VEGFR-2, CD31 e Caderina-VE) foram observados após 21 dias sob estímulo de VEGF, resultado ainda mais evidente aos 28 dias. In vivo, observou-se que SHED transfectadas com o gene LacZ foram capazes de formar estruturas semelhantes a vasos sangüíneos quando implantadas em camundongos, mas a presença de sangue no seu interior não pôde ser observada após 21 dias de implante. Portanto, SHED podem ser estimuladas a se diferenciar em odontoblastos funcionais, capazes de produzir estrutura mineralizada semelhante à dentina. Ademais, VEGF interfere nas vias de sinalização STAT3, ERK e AKT e estimula a formação de estruturas tubulares e a diferenciação de SHED em células endoteliais, mas não a proliferação e migração de SHED. Acreditamos que tecnologia igual ou semelhante à empregada neste estudo poderá eventualmente fornecer ferramentas clínicas para tratamentos endodônticos que visem à regeneração de um tecido pulpar completo e formação de tecido dentinário num futuro não muito distante. / Dental pulp tissue engineering aims to replace the inflamed or necrotic pulp by a healthy and functionally competent tissue able to form new dentin in order to repair lost structure. The purposes of this work were: to evaluate the differentiation ability of stem cells from human exfoliated deciduous teeth (SHED) into functional odontoblasts, showing the formation of mineralized tissue in vivo; and to study the effect of VEGF on SHED with regards to the stimulation of cell signaling pathways (STAT3, AKT and ERK), the proliferation, migration, capillary sprouting, and the differentiation into endothelial cells. The beginning of the mineralization process of SHED treated with dexamethasone, ascorbic acid and beta-glycerophosphate could be detected through the production of alkaline phosphatase after the second week of culture, but the expression of DSPP mRNA was only observed after 28 days of induction. Using the tooth slice and scaffold model implanted in the dorsum of immunocompromised mice, the differentiation of SHED into odontoblast-like cells, which were immunostained with DMP-1 antibody, was demonstrated. Dentin deposition following a centripetal rhythm, in a rate of 14.1 µm per day, was also shown through the tetracycline labeling. VEGF treatment of SHED stimulated the ERK and AKT phosphorilation, and decreased the phosphorilation of STAT3 over 1 hour period, presumably due to its binding to VEGFR-1 and NP-1 receptors in these cells. In addition, VEGF enhanced SHED organization into tubular structures, with statistically significant difference between the treated group and the non-treated one after the 5th day of treatment. However, VEGF did not stimulate proliferation and migration of these cells. RT-PCR results demonstrated that SHED seeded in the tooth slices and scaffolds expressed VEGFR-2 after the first day of VEGF stimulation. Moreover, the four endothelial cell markers (VEGFR-1, VEGFR-2, CD31 and VE-Cadherin) were observed after 21 days of VEGF stimulation, and this result was even clearer after 28 days. In vivo, SHED transduced with LacZ gene were able to give rise to blood vessel-like structures when implanted in immunocompromised mice, but the presence of blood flow was not observed after 21 days of implantation. Therefore, SHED can be stimulated to differentiate into functional odontoblasts, which in turn are able to produce mineralized structure resembling dentin. Furthermore, VEGF interferes with the STAT3, ERK and AKT signaling pathways, and stimulates the formation of tubular structures and the differentiation of SHED into endothelial cells, but does not stimulate SHEDs proliferation and migration. We believe that the same technology employed in this study or a similar one can eventually provide clinical tools for the endodontic treatments aiming at regenerating a complete pulp tissue and forming a dentin tissue in a near future.

INTRODUÇÃO: Apesar dos primeiros relatos sobre o uso clínico de células estromais derivadas do tecido adiposo (ADSC) sugerirem que esta abordagem seja factível e efetiva na reconstrução de partes moles, não existem na literatura ensaios clínicos randomizados e com inclusão de controles. Assim sendo, foi objetivo deste estudo investigar se um novo protocolo para o isolamento de ADSC e seu uso em conjunto com os enxertos de gordura é de fato capaz de aumentar a sobrevivência destes enxertos. MÉTODOS: Pacientes com microssomia craniofacial (n=18) foram selecionados e randomicamente distribuídos para o grupo EC (com suplementação de ADSC) ou o grupo EE (sem suplementação de ADSC). Para o grupo EC, ADSC imediatamente isoladas a partir de metade do volume lipoaspirado foram utilizadas para o enriquecimento de células progenitoras do enxerto. A quantidade de tecido adiposo transplantado foi determinada pela simetria com o lado não afetado, não sendo realizado qualquer tipo de supercorreção. O número total de células viáveis isoladas antes e após a suplementação dos enxertos de gordura foi calculado, e através de citometria de fluxo estas células foram examinadas quanto à presença de marcadores de superfície para células mesenquimais. Tomografia computadorizada foi realizada para avaliar ambas as hemifaces no pré-operatório e no pós-operatório de seis meses. A espessura do revestimento de partes moles em quatro diferentes pontos de referência e o volume das hemifaces foram calculados. Morbidade geral e variáveis transoperatórias foram registradas. RESULTADOS: Para ambos os grupos o volume médio injetado foi de aproximadamente 28 mL. O número médio de células viáveis isoladas antes e após a suplementação dos enxertos foi 5,6 x 105 e 9,9 x 105 células por mL de tecido adiposo (p=0,015). Análise de citometria de fluxo revelou que ADSC foram positivas para marcadores de células mesenquimais (>95% para CD 73 e CD 105). No pós-operatório de seis meses, o índice de espessura média nos pontos de 1 a 4 foi de 0,91 (p=0,002), 1,02 (p=0,01), 1,05 (p=0,001), e 1,00 (p=0,04) no grupo EC, e 0,80 (p=0,58), 0,95 (p=0,18), 0,85 (p=0,009), e 0,84 (p=0,59) no grupo EE. Para o grupo EC o volume de gordura mantido após seis meses foi de 84 % e para o grupo EE foi de 51 % (p=0,003). Nenhuma complicação foi detectada. CONCLUSÕES: Estes resultados sugerem que o isolamento e a suplementação de ADSC é efetivo, seguro e superior à lipoenxertia convencional para o aumento de partes moles da face em pacientes portadores de microssomia craniofacial / INTRODUCTION: Although first reports of the clinical use of adipose-derived stromal cells (ADSC) suggest that this approach may be feasible and effective for soft tissue reconstruction, there is a lack of randomized, controlled clinical trials in the literature. Hence, this study aimed to investigate whether a novel protocol for isolation of ADSC and their use in combination with fat tissue could really improve the long-term retention of the grafts. METHODS: Patients with craniofacial microsomia (n=18) were selected and randomly assigned to group EC (with supplementation of ADSC) or group EE (without supplementation of ADSC). For group EC, ADSC freshly isolated from half of the aspirated fat sample were used to enrich for progenitor cells in the graft. Amount of transplanted adipose tissue was determined by trying to obtain symmetry with the unaffected side without any overcorrection. Number of viable cells isolated before and after the supplementation of the grafts was calculated, and these cells were examined for mesenchymal cell surface markers using flow cytometry. Computed tomography was performed to assess both hemifaces preoperatively and at six months postoperatively. Soft tissue thicknesses at four different reference points and the hemifaces volume were calculated. Overall morbidity and surgical variables were recorded. RESULTS: For both groups mean injected volume was 28 mL. Average number of viable cells isolated before and after supplementation of the grafts was 5,6 x 105 and 9,9 x 105 cells per mL of fat tissue (p=0,015). Flow cytometry analysis revealed that the ADSC were positive for mesenchymal cell markers (>95% for CD 73 and CD 105). At six months postoperatively, average thickness ratio at points 1 to 4 was 0,91 (p=0,002), 1,02 (p=0,01), 1,05 (p=0,001), and 1,00 (p=0,04) in group EC, and 0,80 (p=0,58), 0,95 (p=0,18), 0,85 (p=0,009), and 0,84 (p=0,59) in group EE. For group EC surviving fat volume at six months was 84 % and for group EE it was 51 % (p=0,003). No complications were detected. CONCLUSIONS: These results suggest that this strategy for isolation and supplementation of ADSC is effective, safe and superior to conventional lipoinjection for facial recontouring in patients with craniofacial microsomia

Introdução: O uso de telas de polipropileno para reforço em cirurgias para correção de prolapso vaginal apresenta taxas de complicação de até 25%. Trata-se de doença de alta prevalência, acometendo até 30% das mulheres, cujas opções atuais de tratamento foram reduzidas após a descontinuação da fabricação dos reforços tradicionais por diversos fabricantes. Uma alternativa é a utilização de matrizes sintéticas de outros materiais e com outras configurações, possibilitando inclusive cultura de células em seu leito. A eletrofiação possibilita a produção e reprodução em larga escala dessas matrizes a partir de polímeros solúveis expostos a um campo elétrico. Objetivos: Estabelecer parâmetros de produção de matrizes com fibras híbridas e randômicas através de eletrofiação, demonstrar sua reprodutibilidade e implantar tal tecnologia em solo brasileiro. Testar as seguintes características teóricas das matrizes híbridas produzidas com acido polilático (PLLA): maior força tênsil nos testes biomecânicos e biocompatibilidade mantida para cultura celular. Estudar a influência da cultura de células-tronco mesenquimais derivadas de adipócitos (CTDA) sobre as propriedades mecânicas das matrizes estudadas. Avaliar a influência da hidrólise na perda de força tênsil das matrizes em experimentos de até 90 dias. Métodos: Foram produzidas matrizes de PLLA dissolvidos em diclorometano (DCM) nas configurações de fibras randômicas, alinhadas e um novo método foi desenvolvido para produção de matrizes híbridas. Foram realizados microscopia eletrônica, testes biomecânicos, testes de atividade metabólica e biocompatibilidade com cultivo de células-tronco derivadas de adipócitos, além de testes de degradação em meio de cultura por 90 dias para comparar as matrizes. Análise de variância (ANOVA) com teste de Tukey foram utilizados para comparação dos resultados obtidos nos experimentos quando aplicáveis. Resultados: A produção de matrizes híbridas foi possível ajustando-se os parâmetros de eletrofiação. Imagens de microscopia comprovaram o alinhamento e hibridização das fibras. Testes uniaxiais mostraram que as matrizes híbridas foram 3 a 4 vezes mais resistentes a tração do que as matrizes randômicas (p < 0,0001) preservando sua biocompatibilidade e afinidade celular. A incorporação de células às matrizes híbridas e o experimento de degradação mostraram quedas nas propriedades mecânicas de força tênsil máxima das matrizes híbridas a partir de 14 dias em meio de cultura, mas sempre se mantendo acima das propriedades dos tecidos nativos pelo período estudado de até 90 dias. Conclusões: Foi possível o desenvolvimento de nova técnica de eletrofiação para produção de matrizes híbridas de fibras alinhadas e randômicas com maior força tênsil, ainda sim mantendo sua afinidade celular. Tais matrizes enfraqueceram no período de 90 dias estudado, sem contudo apresentar valores abaixo dos fisiológicos, mostrando-se como opção promissora para substituição de telas de polipropileno em clínica. Estudos com animais são necessários para confirmar essa hipótese / Introduction: Traditional reinforcement techniques for pelvic organ prolapse use mainly polypropylene meshes with complication rates up to 25%. It is a common disease with prevalence up to 30%, with reduced options of treatment after withdrawing of major companies from this market. An alternative is the use of synthetic matrices from other materials with other configurations, possibly with cell culture added. Electrospinning is a reproducible technique that uses solved polymers exposed to intense electric field to produce sheets like that. Objectives: Establish parameters to electrospin hybrid and random fibres and setup this technology in Brazil. Prove following theoretical characteristics of hybrid poly- L-lactide (PLLA) matrices: higher tensile strength in biomechanical tests with comparable biocompatibility. Study adipose derived stem cells (ADSC) culture impact over biomechanical properties of these matrices. Check hydrolysis influences on tensile strength up to 90 days. Methods: PLLA solved in dichloromethane (DCM) was electrospun in random fibres, align fibres and a novel method was developed to produce hybrid fibres. Electron microscopy (SEM), biomechanical tests, metabolic activity and biocompatibility with adipose-derived stem cells and additionally, degradation test up to 90 days in culture medium were performed to compare matrices. ANOVA with Tukey test of differences was used to compare experiment results. Results: The production of hybrid matrices was possible adjusting electrospinning parameters, SEM confirmed fibre\'s alignment and hybridization, uniaxial tests showed that hybrid matrices were 3 to 4 times stronger than random ones (p < 0,0001) maintaining its biocompatibility and cell affinity. Both cell incorporation to hybrid matrices and degradation experiment showed mechanical properties drop (ultimate tensile strength) after 14 days in culture medium but always keeping it above physiologic range up to 90 days studied. Conclusions: Development of new technique of electrospinning of hybrid matrices of align and random fibres was possible, with higher tensile strength and keeping the same cell affinity. These matrices showed drop in mechanical strength along 90 days of study but always above the natural tissues range being a promising option to polypropylene meshes in clinic. Further studies with animals are needed to confirm this hypothesis

Danos ao sistema nervoso central (SCN) resultam em perda de conexões axonais, das funções motoras e sensoriais. Uma das estratégias para seu reparo é o transplante de células-tronco mesenquimais (CTMs). Porém essa alternativa requer uma adequada via de aplicação. Nesse sentido, o uso de matrizes alinhadas pode ser usado para apoiar o crescimento e diferenciação das CTMs e, quando incorporadas com fatores de crescimento, otimizam o processo de regeneração tecidual. O objetivo desse trabalho foi avaliar a diferenciação neural das CTMs cultivadas sobre matrizes de nanofibras orientadas com o fator de crescimento epidermal (EGF) incorporado. Os scaffolds com fibras alinhadas foram produzidos por electrospinning de emulsão e avaliados conforme a sua morfologia, o diâmetro das nanofibras, a degradabilidade e a liberação do EGF. As CTMs utilizadas foram provenientes da polpa de dentes decíduos esfoliados humanos. Essas células foram cultivadas nos scaffolds e avaliadas conforme os testes biológicos: adesão, viabilidade, proliferação, citotoxicidade e diferenciação neural. Os scaffolds com fibras alinhadas controle (AC) e contendo o EGF (AE) apresentaram morfologia, diâmetro das nanofibras e tempo de degradação semelhantes. Com base no total de EGF presente na matriz AE, 90,14% foi liberado após 28 dias. O citoesqueleto e o núcleo das CTMs cultivadas nos scaffolds AC e AE estavam mais alongados e alinhados quando comparado com as CTMs cultivadas no poço de cultura (controle). As CTMs aderiram mais nas matrizes AE em relação às matrizes AC, porém a proliferação e viabilidade celular foram similares, exceto no tempo de 72 horas, o qual a viabilidade no grupo controle foi maior, em comparação aos demais grupos. Os scaffolds AC e AE não foram tóxicos para as CTMs. Em relação aos resultados da neuro-diferenciação, a expressão de nestina e neurofilamentos consideravelmente maior em todos os grupos analisados quando comparado ao grupo controle. A expressão de βIII-tubulina e GFAP foi maior em todos os grupos diferenciados quando comparada ao grupo controle. A maioria das CTMs cultivadas nas matrizes AC e AE, induzidas ou não à diferenciação neural, apresentaram correntes dependente de voltagem para sódio. O valor de condutância máxima foi maior para todos os grupos analisados quando comparado ao grupo controle onde as células não foram diferenciadas. Portanto, as matrizes com nanofibras orientadas induzem à diferenciação neural das CTMs em neurônios funcionais tanto na ausência como na presença de EGF incorporado. As matrizes AE ainda mostraram ser capazes de melhorar a adesão celular. Dessa forma, conclui-se que as matrizes de nanofibras estudadas são uma possível estratégia para otimização da regeneração de lesões neurológicas. / Damage to the central nervous system (CNS) results in loss of axonal connections and motor and sensory functions. One of the strategies for its repair is the transplantation of mesenchymal stem cells (MSCs). However, this requires a suitable application route. Accordingly, the use of scaffolds support the growth of MSCs and, when incorporated with growth factors, optimize the regeneration process. The purpose of this study was to evaluate the neural differentiation of MSCs cultured on nanofiber matrices oriented with epidermal growth factor (EGF) incorporated. Aligned scaffolds were produced by electrospinning emulsion and evaluated according to their degradation, the morphology and diameter of the nanofibers, and release of EGF from the nanofibers. MSCs used were from human exfoliated deciduous teeth (SHED). These cells were cultured on the scaffolds and evaluated according to biological tests: adhesion, viability, proliferation, cytotoxicity and neural differentiation. The aligned control scaffolds (AC) containing EGF (AE) presented similar morphology, diameter of nanofibers and degradation time. Based on the total EGF present in the scaffold AE, 90.14% was released after 28 days. The cytoskeleton and the core of the MSCs cultured on scaffolds AC and AE were more aligned and elongated when compared to the MSCs grown on plate wells (control). MSCs adhered more to matrices AE when compared to matrices AC, although proliferation and cell viability were similar, except after 72 hours. In this period, the viability of the control group was higher when compared to the rest of the groups. Scaffolds AC and AE were not toxic to MSCs. In regard to the results of neuro-differentiation, the expression of nestin and neurofilament was much higher in all groups than the control group. The expression of βIII tublin and GFAP was higher in all differentiated groups than the control group. Most of the MSCs grown in matrices AC and AE, induced or not to neural differentiation, showed voltage-dependent sodium currents. The maximum value of conductance of these groups was higher for the cells in all groupscompared to the control group, where the cells were not differentiated. Therefore, oriented nanofiber matrices induce neural differentiation of MSCs into functional neurons both in the absence and in the presence of incorporated EGF. The matrices AE also showed improved cell adhesion. Thus, these matrices are a possible strategy for optimizing the regeneration of neurologic lesions.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 464699.pdf: 3304843 bytes, checksum: 1c2d736171549331a5af746072affda0 (MD5) Previous issue date: 2014-11-26 / Mesenchymal stem cells hold great promise for tissues repair and regeneration, including bone defects. The association of these cells to a scaffold which resembles bone tissue structure and physiology is a major challenge in bone tissue engineering. The lyophilized bovine bone has a structure, chemical composition and mechanical properties similar to human bone marrow and acts as an excellent osteoconductive material. This in vitro study aimed to evaluate the growth of bone marrow mononuclear cells (BMMC) on a lyophilized bovine bone scaffold (Orthogen? - Baumer S.A., BR) covered with fibronectin; to verify if different cell densities interfere with the adhesion and proliferation of these cells and to evaluate whether the combination of platelet-rich plasma (PRP) interferes with adhesion and proliferation of BMMC grown on the lyophilized bovine bone scaffold. For this purpose, bone marrow cells obtained from a Kyoto rat were grown on blocks of lyophilized bovine bone coated with fibronectin in DMEM culture medium supplemented with 10% inactivated fetal bovine serum. The Orthogen? samples were distributed into four experimental groups, in triplicate, in three 24 wells culture plates and evaluated in three periods: 72 h, 96 h and 192 h. Group 1: lyophilized bovine bone + BMMC (5 x 104 cells / well); Group 2: lyophilized bovine bone + BMMC + PRP; Group 3: lyophilized bovine bone + fibroblasts (3T3); Group 4: lyophilized bovine bone + BMMC (15 x 104 cells / well). Cultures were incubated with the intercalating agent 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) for nuclear staining in order to evaluate the cell population density, by detection with confocal microscopy, of the number of cells adhered to the lyophilized bovine bone scaffolds, after 72 h, 96 h and 192 h. The analysis of the lyophilized bovine bone surface and the morphological aspects of the cells adhered to it was performed on one sample from each group, by scanning electron microscopy (SEM). Analysis of variance (ANOVA) with two factors showed a significant interaction between the main effects evaluated: group and time, with p < 0.001. Through the results of Bonferroni statistical test, significant difference was found in the average number of nuclei in the period of culture of 96 h in group 3, and the period of culture of 192 h in group 4, which was higher than the other groups. Through SEM analysis, mononuclear cells adhered to the lyophilized bovine bone scaffold were observed only in the groups 3 and 4, in the last, progressively, being already possible to observe cell morphology differentiation and to identify spherical and fusiform cells with cytoplasmic extensions. We concluded that BMMC cultured on a lyophilized bovine bone scaffold coated with fibronectin adhered and proliferated on the bone surface. BMMC cultured at a density of 15 x 104 cells / well, adhered and proliferated on the bone surface more evidently, when compared to the BMMC cultured at a density 5 x 104 cells / well, in the three culture periods evaluated. The association of PRP to BMMC culture on a lyophilized bovine bone scaffold increased, but not with statistical significance, the adhesion and proliferation on the bone surface. / As c?lulas-tronco mesenquimais det?m grande promessa para a repara??o e regenera??o de tecidos, inclusive de defeitos ?sseos. A associa??o destas c?lulas a um arcabou?o que se assemelhe ? estrutura e ? fisiologia do tecido ?sseo ? um dos grandes desafios da engenharia tecidual ?ssea. O osso bovino liofilizado, com estrutura e composi??o qu?mica similares ao osso humano medular, al?m de possuir propriedades mec?nicas compar?veis ?s do osso humano, atua como excelente material osteocondutor. O presente estudo in vitro teve como objetivos avaliar o cultivo de c?lulas mononucleares de medula ?ssea (CMMO) sobre um arcabou?o de osso bovino liofilizado (OrthoGen? - Baumer S.A., BR) recoberto com fibronectina; verificar se diferentes densidades celulares interferem na prolifera??o e na ades?o destas c?lulas e avaliar se a associa??o de plasma rico em plaquetas (PRP) interfere na ades?o e na prolifera??o das CMMO cultivadas sobre o arcabou?o de osso bovino liofilizado. Para isso, c?lulas da medula ?ssea obtidas de um rato Kyoto foram cultivadas sobre blocos de osso bovino liofilizado, recobertos com fibronectina, em meio de cultura DMEM suplementado com 10% de soro fetal bovino inativado. As amostras do OrthoGen? foram distribu?das em quatro grupos experimentais, em triplicata, em tr?s placas de cultura com 24 po?os e avaliadas em tr?s per?odos: 72 h, 96 h e 192 h. Grupo 1: osso bovino liofilizado + CMMO (5 x 104 c?lulas/po?o); Grupo 2: osso bovino liofilizado + CMMO + PRP; Grupo 3: osso bovino liofilizado + fibroblastos (3T3); Grupo 4: osso bovino liofilizado + CMMO (15 x 104 c?lulas/po?o). As culturas foram incubadas com o agente intercalante 4',6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) para colora??o nuclear visando ? avalia??o de densidade populacional, por meio da detec??o por microscopia confocal, do n?mero de c?lulas aderidas aos arcabou?os de osso bovino liofilizado, ap?s 72 h, 96 h e 192 h. A an?lise da superf?cie do osso bovino liofilizado e das caracter?sticas morfol?gicas das c?lulas aderidas sobre ele o foram realizadas em uma amostra de cada grupo, com o aux?lio do microsc?pio eletr?nico de varredura. A an?lise de vari?ncia (ANOVA) com dois fatores mostrou intera??o significativa entre os efeitos principais avaliados: grupo e tempo, com valor de p < 0,001. Atrav?s dos resultados do teste estat?stico de Bonferroni, verificou-se diferen?a significativa da m?dia de n?cleos no per?odo de cultura de 96 h no grupo 3, e no per?odo de cultura de 192 h no grupo 4, a qual foi maior do que as dos demais grupos. Atrav?s da an?lise por microscopia eletr?nica de varredura foram observadas CMMO aderidas ao arcabou?o de osso bovino liofilizado somente no grupo 3 e no grupo 4, neste aumentando de forma progressiva, j? sendo poss?vel evidenciar diferencia??o na morfologia celular e identificar c?lulas esf?ricas e fusiformes com prolongamentos citoplasm?ticos. Conclui-se que as CMMO cultivadas sobre um arcabou?o de osso bovino liofilizado recoberto com fibronectina aderiram e proliferaram sobre a superf?cie ?ssea. As CMMO cultivadas numa densidade de 15 x 104 c?lulas / po?o, aderiram e proliferaram sobre a superf?cie ?ssea de forma mais evidente, quando comparadas ?s CMMO cultivadas numa densidade 5 x 104 c?lulas / po?o, nos tr?s per?odos de cultura avaliados. A associa??o de PRP ? cultura de CMMO sobre um arcabou?o de osso bovino liofilizado aumentou, mas n?o de forma estatisticamente significativa, a ades?o e a prolifera??o celular sobre a superf?cie ?ssea.