Desenvolvimento e caracterização de scaffold com potencial para aplicação na regeneração de tecido ósseo

Scaffolds são suportes tridimensionais porosos, temporários, usados para mimetizar a estrutura da matriz extracelular e estimular respostas celulares específicas em nível celular/molecular para regeneração de tecido orgânico. Os biomateriais que compõem os scaffolds conferem requisitos físico-químicos e arquitetônicos necessários para a estabilidade física, química e biológica da estrutura, resultando em uma estrutura com porosidade, resistência mecânica adequada e biocompatibilidade. O objetivo desse estudo foi desenvolver e avaliar as propriedades físico-químicas e biológicas (in vitro) dos scaffolds. Os scaffolds foram obtidos por liofilização das dispersões poliméricas aquosas de quitosana (Ch2), quitosana/alginato de sódio sem tratamento (ChNaAlg4), tratados com CaCl2 (Ch/NaAlg4B) e quitosana/alginato de sódio/hidroxiapatita (Ch/NaAlg4/Hap). Os scaffolds contendo hidroxiapatita foram preparados nas proporções 1:1:0,2, 1:1:0,4 e 1:1:0,6. A quitosana utilizada neste estudo apresentou grau de desacetilação de 81%. Todas as dispersões poliméricas apresentaram comportamento nãoNewtoniano (pseudoplástico) e propriedade tixotrópica. A porosidade, interconectividade e tamanho dos poros variou em função da composição dos scaffolds, ficou respectivamente entre 88-98%, 23,671-35,554 mm3 e 25-1425 µm. O scaffold Ch/NaAlg4B apresentou maior resistência a tração (4,47±0,9 kg/seg-1), flexibilidade (2,11±0,25 kg/seg-1) e elasticidade (1,78±0,01 kg/seg-1). O scaffold Ch2 apresentou maior resistência a perfuração (1,45±0,30 kg/seg-1). O perfil de intumescimento dos scaffolds variou em função do pH e da quantidade de eletrólitos contidos no fluído. A maior capacidade de intumescimento dos scaffolds em água, HCl (pH 4,4) e FSS (pH 6,80) foi, respectivamente, Ch/NaAlg4B, Ch/NaAlg4/Hap (1:1:0,4), Ch/NaAlg4/Hap (1:1:0,6) e Ch2. Em meio alcalino (pH 9,8) a capacidade de intumescimento dos scaffolds não apresentou diferença estatística (p>0,05). O teor de umidade após a liofilização dos scaffolds variou entre 8-11%. Os resultados da DSC indicam a formação de um novo compósito para os scaffolds contendo Hap. Os espectros FTIR apresentaram ausência do grupamento amino (1175 cm-1) nos scaffolds Ch/NaAlg4 e contendo Hap o que sugere a formação de um complexo ChNaAlg. Os ensaios de MTT, após 96 h, apresentaram proliferação celular entre 105-110% e células sem alterações morfológicas. O teste de bioatividade in vitro apresentou espessamento das paredes do scaffold Ch/NaAlg4/Hap (1:1:0,6) e redução da porosidade e interconectividade dos poros. Os scaffolds obtidos por liofilização das dispersões poliméricas de Ch2, Ch/NaAlg4, Ch/NaAlg4B e contendo Hap (Ch/NaAlg4/Hap), apresentaram estrutura com elevado grau de porosidade e interconectividade entre os poros. As propriedades mecânicas mostraram, simultaneamente, resistência à tração, perfuração, flexibilidade e elasticidade. O scaffolds testados induziram a proliferação celular e as células permaneceram sem alterações morfológicas. A análise dos resultados indicam que estes scaffolds podem ser uma alternativa promissora para a regeneração do tecido ósseo.