Obtenção de biomateriais utilizando derivados de taninos e glicosaminoglicanos para aplicações na engenharia tecidual e medicina regenerativa
Ano de defesa: | 2021 |
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PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
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Departamento: |
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Link de acesso: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33209 |
Resumo: | Desenvolver estruturas de polissacarídeos estáveis com propriedades bioquímicas e biomecânicas semelhantes à matriz extracelular (MEC) é um dos grandes objetivos da engenharia de tecidual e medicina regenerativa. Os biomateriais utilizados em dispositivos médicos necessitam apresentar compatibilidade com diversos meios biológicos, sem provocar reações adversas como rejeição e falha dos mesmos. Elevar a biocompatibilidade de materiais convencionais através de modificação de superfície tem se mostrado um método eficaz de melhorar a interação com células e componentes do sangue, por exemplo. Este trabalho relata uma nova classe de revestimentos de superfície com a finalidade de aumentar a biocompatibilidade e resposta celular usando multicamadas de polieletrólitos automontados (PEMs) com um derivado de tanino catiônico (tanfloc) e glicosaminoglicanos (condroitina sulfato ou heparina), por esses polieletrólitos apresentarem estruturas químicas semelhantes às encontradas na MEC. A construção dos PEMs foi monitorada por Ressonância Plasmônica de Superfície in situ com Transformada de Fourier (FT-SPR). As propriedades de superfície foram avaliadas por Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS), Espectroscopia de Força Atômica (AFM) e medidas de ângulo de contato. Foram realizados ensaios in vitro de células e com componentes do sangue humano para avaliar o desempenho dos materiais no meio biológico. A resposta de células-tronco derivadas de tecido adiposo humano (ADSCs) foi avaliada através de ensaios de citocompatibilidade, adesão e proliferação de células usando microscopia de fluorescência. Já os ensaios de hemocompatibilidade foram realizados através de adsorção de proteínas séricas, adesão e ativação plaquetária, como também ensaios de coagulação do sangue total, pelas técnicas de XPS, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Espectroscopia no Ultravioleta Visível (UV-vis). Os PEMs se mostraram citocompatíveis, promovendo adesão e proliferação celular na superfície dos biomateriais. Os ensaios com sangue apontam para o alto potencial de desenvolver materiais hemocompatíveis através de derivados de taninos. Particularidades na estrutura química do tanfloc foram sinalizadas como cruciais no controle de adsorção de proteínas do sangue, como fibrinogênio, criando um efeito antiplaquetário na superfície dos materiais. A associação entre os componentes do biomaterial com células e moléculas bioativas chaves em processos biológicos importantes na reconstrução de grandes perdas teciduais destaca o potencial dos materiais. Essas são características fundamentais para revestimentos biocompatíveis em aplicações na engenharia tecidual e dispositivos médicos. |
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Câmara, Paulo César França dahttp://lattes.cnpq.br/5392242845850539http://lattes.cnpq.br/7711521318854102Lisboa Filho, Paulo Noronhahttp://lattes.cnpq.br/1353862414532005Barboza, Carlos Augusto Galvãohttp://lattes.cnpq.br/5004397230198722Petri, Denise Freitas Siqueirahttp://lattes.cnpq.br/3916542418374036Fonseca, José Luis Cardozohttp://lattes.cnpq.br/8143800826985556Nunes, Juliana de Souzahttp://lattes.cnpq.br/6612004116272109Balaban, Rosângela de Carvalho2021-08-18T15:27:17Z2021-08-18T15:27:17Z2021-02-02CÂMARA, Paulo César França da. Obtenção de biomateriais utilizando derivados de taninos e glicosaminoglicanos para aplicações na engenharia tecidual e medicina regenerativa. 2021. 95f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/33209Desenvolver estruturas de polissacarídeos estáveis com propriedades bioquímicas e biomecânicas semelhantes à matriz extracelular (MEC) é um dos grandes objetivos da engenharia de tecidual e medicina regenerativa. Os biomateriais utilizados em dispositivos médicos necessitam apresentar compatibilidade com diversos meios biológicos, sem provocar reações adversas como rejeição e falha dos mesmos. Elevar a biocompatibilidade de materiais convencionais através de modificação de superfície tem se mostrado um método eficaz de melhorar a interação com células e componentes do sangue, por exemplo. Este trabalho relata uma nova classe de revestimentos de superfície com a finalidade de aumentar a biocompatibilidade e resposta celular usando multicamadas de polieletrólitos automontados (PEMs) com um derivado de tanino catiônico (tanfloc) e glicosaminoglicanos (condroitina sulfato ou heparina), por esses polieletrólitos apresentarem estruturas químicas semelhantes às encontradas na MEC. A construção dos PEMs foi monitorada por Ressonância Plasmônica de Superfície in situ com Transformada de Fourier (FT-SPR). As propriedades de superfície foram avaliadas por Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por Raios X (XPS), Espectroscopia de Força Atômica (AFM) e medidas de ângulo de contato. Foram realizados ensaios in vitro de células e com componentes do sangue humano para avaliar o desempenho dos materiais no meio biológico. 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A associação entre os componentes do biomaterial com células e moléculas bioativas chaves em processos biológicos importantes na reconstrução de grandes perdas teciduais destaca o potencial dos materiais. Essas são características fundamentais para revestimentos biocompatíveis em aplicações na engenharia tecidual e dispositivos médicos.Developing stable polysaccharide structures with biochemical and biomechanical properties similar to the extracellular matrix (MEC) is one of the major goals of tissue engineering and regenerative medicine. Biomaterials used in medical devices need to be compatible with different biological media, without causing adverse reactions such as rejection and failure. Increasing the biocompatibility of conventional materials through surface modification has been shown to be an effective method for improving interaction with cells and blood components, for example. This work reports a new class of surface coatings for the purpose of enhancing biocompatibility and cellular response using multilayer self-assembled polyelectrolytes (PEMs) with a derivative of cationic tannin (tanfloc) and glycosaminoglycans (chondroitin sulfate or heparin) because they exhibit similar chemical structures to the ones found in the ECM. The construction of polyelectrolyte multilayers was monitored by Fourier Transform Surface Plasmon Resonance (FT-SPR). The surface properties were assessed by X-ray Excited Photoelectron Spectroscopy (XPS), Atomic Force Spectroscopy (AFM) and contact angle measurements. The response of human adipose-derived stem cells (ADSCs) was evaluated in vitro through cytocompatibility assays, adhesion and proliferation of the cells using fluorescence microscopy. For the hemocompatibility assays, the adsorption of key serum proteins, adhesion and platelet activation, as well as whole blood coagulation assays were monitored by XPS, scanning electron microscopy (SEM) and visible ultraviolet (UV-vis) spectroscopy. The interactions of ADSCs with these new biomaterial surfaces demonstrate that these surface coatings exhibit good cytocompatibility and that they promote cell attachment and proliferation. Blood tests point to the high potential of developing hemocompatible materials through tannin derivatives. Particularities in the chemical structure of tanfloc were signaled as crucial in the control of blood protein adsorption, such as fibrinogen, creating an antiplatelet effect on the material’s surface. The association between biomaterial components, cells and key bioactive molecules in biological processes important in the reconstruction of large tissue losses highlights the great potential of materials. These characteristics are very desirable for biocompatible coatings for applications such as tissue engineering scaffolds and medical devices.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICAUFRNBrasilMulticamadas de polieletrólitosGlicosaminoglicanosTaninosBiomateriaisCélulas-troncoObtenção de biomateriais utilizando derivados de taninos e glicosaminoglicanos para aplicações na engenharia tecidual e medicina regenerativainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALObtencaobiomateriaisutilizando_Camara_2021.pdfapplication/pdf5059886https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/33209/1/Obtencaobiomateriaisutilizando_Camara_2021.pdfd15b6d74512ac274c0e479e7594dac9aMD51123456789/332092021-08-18 12:28:04.549oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/33209Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2021-08-18T15:28:04Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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