Funcionalização de nanotopografia de titânio com fibrinogênio: caracterização físico-química de superfície e resposta de células préosteoblásticas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Martorano, Antônio Secco
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Cell culture; Cultura de células; Fibrinogen; Fibrinogênio; Funcionalização de superfície; Nanotopografia; Nanotopography; Osteoblast; Osteoblastos; Surface functionalization; Titânio; Titanium
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/58/58138/tde-25072025-104834/

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da funcionalização de nanotopografia de titânio (Ti) com fibrinogênio sobre 1) suas propriedades físico-químicas e 2) a resposta de células pré-osteoblásticas. Discos de Ti comercialmente puro (13 mm x 2 mm) foram lixados em lixas de carbeto de silício, lavados em acetona e água deionizada, e tratados com solução 1:1 de peróxido de hidrogênio (H2O2) a 30% e ácido sulfúrico (H2SO4) concentrado (95-97%), usando-se 10 mL de solução/disco (Ti-Nano). A funcionalização de fibrinogênio foi realizada por simples adsorção com solução a 3 mg/mL, por 2 h e a 37°C (Ti-NanoFB). Células MC3T3-E1, subclone 14, foram plaqueadas nas densidades de 750 a 150.000/mL - dependendo do ensaio - sobre Ti-Nano e Ti-NanoFB posicionados em placas de 24 poços, e cultivadas em alpha;-MEM com 10% de soro fetal bovino (SFB) e 1% de antibióticos por até 3 dias, e com a adição de 5 mM de beta;-glicerofosfato e 80 µg/mL de ácido ascórbico por até 18 dias. Os resultados de caracterização revelaram que a funcionalização com fibrinogênio resultou na disponibilização de 1 mg da proteína sobre Ti-NanoFB. Estruturalmente, Ti-Nano e Ti-NanoFB exibiam sulcos na microescala e nanotopografia típica, com nanocavidades, parcialmente mascaradas em Ti-NanoFB pela presença de material granulado de distribuição relativamente homogênea; essa camada proteica era contínua e provavelmente de poucos nanometros, dada a baixa diferença de potencial com Ti-Nano. Os parâmetros de rugosidade exibiram valores maiores para Ti-NanoFB, cuja curva de potencial zeta mostrava ponto isoelétrico comum ao da solução usada para funcionalização. A presença de fibrinogênio reduziu a hidrofilicidade da nanotopografia em água e SFB; com sangue, modificou-a de hidrofóbica a moderadamente hidrofílica. Os resultados biológicos mostraram que a migração celular individual e coletiva foi reduzida com o fibrinogênio e a multidirecionalidade dos movimentos, inalterada. Adicionalmente, constatou-se maior expressão de marcadores osteoblásticos clássicos, sobretudo RUNX2, que correspondia a maiores valores de atividade de fosfatase alcalina e de mineralização das culturas. Conclui-se que a estratégia de disponibilizar fibrinogênio sobre Ti-NanoFB potencializa a sua já reconhecida capacidade de promover a diferenciação osteogênica.