Preparação de scaffolds por combinação das técnicas de fotopolimerização e electrospinning para engenharia de tecidos

Palavras-chave: Stents vasculares,Eletrospinning,Biocompatibilidade

Stents vasculares são dispositivos biomédicos de valor incontestável no tratamento e regeneração de artérias ou veias que ficaram obstruídas ou enfraquecidas. Ao longo dos últimos anos, muito se tem vindo a desenvolver procurando um equilíbrio entre a estabilidade mecânica, biocompatibilidade e o recurso à ação farmacológica de modo a que se combatam as tromboses/embolias vasculares e a ocorrência de complicações como a reestenose após implantes. Atualmente existe no mercado uma elevada variedade de stents vasculares de diversos materiais, desde metálicos a polímeros biodegradáveis com incorporação, ou não, de um fármaco. Os stents metálicos foram os primeiros a serem comercializados, contudo têm problemas inerentes de inflamação ou mesmo incompatibilidade com o organismo dada a durabilidade de aplicação. Por outro lado, os stents vasculares biodegradáveis estão cada vez mais em ascensão, apesar das propriedades mecânicas e sua durabilidade serem ainda um desafio. Polímeros biodegradáveis, sintéticos ou naturais, com grupos terminais fotoreticuláveis têm-se demostrado promissores e úteis em aplicações in situ. Dois dos polímeros mais usados na área biomédica, concretamente na preparação de hidrogéis e scaffolds, são a gelatina e a policaprolactona, respetivamente. A sua mistura pode ser explorada na construção de stents versáteis, com melhores propriedades biológicas para tecidos vasculares ao mesmo tempo que exibem boas propriedades mecânicas. Com esta dissertação pretendeu-se produzir scaffolds por combinação de estratégias de fotoreticulação e electrospinning usando duas abordagens de síntese diferentes, com vista à utilização dos materiais finais como stents vasculares. Em ambas as abordagens de síntese usou-se a gelatina (polímero natural) e a PCL (polímero sintético). A gelatina foi inicialmente funcionalizada com anidrido metacrílico para a formação do hidrogel Gel- MA. Na primeira abordagem, as fibras de PCL foram produzidas por electrospinning sendo de seguida revestidas por hidrogéis de diferentes composições (tendo por base a Gel-MA). Na segunda abordagem, fibras foram preparadas a partir de soluções distintas de PCL e Gel-MA, que foram misturadas e induzidas no electrospinning. Desta forma obteve-se um compósito fibroso. Em ambos os processos, sujeitaram-se os materiais a irradiação UV para garantir a adequada reticulação da gelatina, usando o Irgacure® 2959 como fotoiniciador. Para os scaffolds produzidos foram avaliadas propriedades químicas, físicas, térmicas e biológicas. A análise de ATR-FTIR permitiu observar as ligações características de cada polímero em ambos os scaffolds. Na técnica SEM verificou-se que a disposição das fibras nos scaffolds era aleatória e no caso dos scaffolds revestidos com hidrogel era notório o efeito desse revestimento. A análise TGA mostrou que os scaffolds eram termicamente estáveis. Quando incubados em uma solução tampão fosfato (PBS) durante 28 dias, os scaffolds revestidos com Gel-MA 10% foram os que apresentaram maior diferença de perda de hidrogel. Nos ensaios de hemólise, por contacto direto, só os scaffolds compósitos mostraram valores bastante satisfatórios, revelando-se não hemolíticos. Relativamente aos scaffolds revestidos estes só exibiram esse carácter após uma lavagem prévia do material com PBS. Todavia, os scaffolds apresentaram um carácter trombogénico, o que não é favorável para a aplicação pretendida. Os valores de viabilidade celular, após contacto dos materiais com células endoteliais circulantes foram bastante satisfatórios para os scaffolds compósitos, porém, os scaffolds revestidos de hidrogel com macrómeros apresentaram baixa viabilidade celular. Recomenda-se, neste caso, novos estudos de biocompatibilidade mas também um esforço de síntese para perceber o que pode ser modificado nas formulações. No estudo preliminar de libertação de fármaco para os scaffolds revestidos, obtiveram-se perfis de libertação interessantes tendo em conta a aplicação. Face aos resultados alcançados, pode-se concluir que os scaffolds das duas abordagens apresentam características promissoras para utilização como stents vasculares, podendo ser importantes ferramentas em Engenharia de Tecidos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias