Tailoring crimp patterns on electrospun fibers by using thermal shrinkage

• Author(s): Baptista, Danielle Ferreira
• Date: 2014
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/12377
• Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
• Subject(s): Teses de mestrado - 2014
• Document Type: Master thesis
• Language: English
• Advisor(s): Ferreira, Hugo Alexandre; Moroni, Lorenzo
• Contributor(s): Repositório da Universidade de Lisboa

Description

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (Engenharia Clínica e Instrumentação Médica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

A Engenharia de Tecidos apresenta-se como a solução para males como: a incorrecta regeneração natural de tecidos, a diminuta oferta de enxertos e problemas como a rejeição e o desencadeamento de resposta inflamatória a implantes. Como seria possível antever, da teoria à prática decorre uma infinidade de desafios, a utilização de células estaminais provou ser uma boa aposta quando controlada e contida, assim como a utilização de scaffolds que incitem a proliferação celular e a regeneração do tecido lesado. A combinação dos dois nem sempre é bem-sucedida, frequentemente surgem problemas como a infiltração celular não homogénea ou inadequabilidade do próprio scaffold à aplicação clínica desejada. A estratégia passa por criar scaffolds que mimetizem nichos celulares do tecido nativo ou que forneçam pistas às células, e perceber quais as células indicadas ao objectivo e como as controlar in vitro e in vivo. A dissertação aqui apresentada discute um novo método que permite criar padrões ondulados em fibras produzidas a partir do electrofiação e deste modo aperfeiçoar os scaffolds usados em regeneração de tecidos. Através do calor, um filme de polímero, onde anteriormente se tinham depositado fibras poliméricas, encolhe levando ao encaracolamento das fibras. Estas abandonam uma conformação linear e assumem um padrão encaracolado. O padrão obtido pode ser modificado e adaptado alterando parâmetros simples, explorados neste trabalho, como a densidade de fibras no filme, tempo de exposição ao calor, orientação com que as fibras são depositadas, tipo de filme utilizado e inclusão ou não de fibras sacrificiais. No decorrer do projecto os scaffolds revelaram-se multifacetados possibilitando uma diversidade estrutural através de simples modificações no processo de fabrico o que se traduz numa mais-valia a nível de possíveis aplicações. Numa tentativa de solucionar o problema da infiltração celular, muito comum em scaffolds produzidos por eletrofiação, estudou-se o encaracolamento das fibras poderia aumentar o espaço vazio dentro da estrutura, incentivando assim a migração celular. Os resultados obtidos mostraram que avaliando os dois tipos scaffold é notória a migração celular e uma distribuição mais uniforme e rápida em scaffolds enrugados. Os scaffolds enrugados mais densos apresentavam uma topografia semelhante à de tendões e ligamentos. Com base nesta evidência, testou-se a hipótese de que este padrão pudesse induzir e desencadear mecanismos semelhantes aos produzidos quando as células estão na presença de TGF, factor de crescimento importante no desenvolvimento destas estruturas. Para tal utilizou-se uma linhagem de células transfectadas, MLEC (mink lung ephiteleal cells), as quais eram sensíveis a presença de TGF. Os resultados foram muito promissores e verificou-se que a topografia criada desencadeava mecanismos de sinalização do TGF podendo ser uma boa aposta para a regeneração destes tecidos. Em suma, os padrões incluídos em scaffolds produzidos por eletrofiação parecem conferir vantagens no que toca a regeneração de tecidos como ligamentos e tendões. Ao assumir-se como um sistema multifacetado e permitindo distribuições celulares mais uniformes, aumenta o leque de possíveis aplicações clínicas. São ainda apresentadas semelhanças morfológicas entre diferentes configurações obtidas com o scaffold desenvolvido e tecidos nativos como traqueia, parede arterial, íris e corpo ciliar, que corroboram esta mesma ideia. A proximidade morfológica entre a estrutura desenvolvida e tecidos nativos acresce ainda mais a ideia de que com pequenos ajustes se conseguiria aplicação a diferentes tipos de tecido.