Biofabricação de enxertos porosos de PCL/FastOs™: aplicação óssea

A Engenharia de Tecidos é um domínio multidisciplinar que combina especialistas de múltiplos domínios, no sentido de se desenvolverem substitutos biológicos para a regeneração, reparação ou restauração de funções de órgãos ou tecidos. A estratégia mais comum em engenharia de tecidos consiste na utilização de matrizes de suporte (scaffolds) tridimensionais, biocompatíveis, biodegradáveis e altamente porosos, os quais servem de substrato físico ao processo de adesão, proliferação e diferenciação celular. O objectivo deste trabalho de investigação centrou-se na produção e caracterização de scaffolds de PCL e de PCL com partículas de biovidro, abordando um processo de biofabricação, que teve por base o princípio da extrusão. Utilizou-se para tal um equipamento patenteado pelo Centro para o Desenvolvimento Rápido e Sustentado do Produto (CDRsp) designado Bioextruder. Trata-se de um sistema concebido para a produção de matrizes com ou sem encapsulamento de células, de uma forma automática, flexível e integrada. As estruturas obtidas caracterizaram-se quanto às propriedades térmicas, químicas, morfológicas e mecânicas. Realizaram-se ainda, testes de bioactividade e testes de degradação in vitro. Os resultados obtidos mostram que as condições de processamento não induzem qualquer alteração no que diz respeito às propriedades térmicas e químicas dos materiais, que o aumento do teor de biovidro conduz a uma fragmentação da matriz polimérica num período de tempo mais curto, que os scaffolds obtidos apresentam uma geometria bem definida e uma distribuição de poros uniforme. Demonstra-se assim, que a combinação da matriz polimérica (PCL) com o biovidro, sob a forma de scaffolds é promissora para aplicações em Engenharia de Tecidos e Medicina Regenerativa.

Tissue engineering is a multidisciplinary scientific field where a broad range of experts combine their knowledge and efforts in order to produce biological substitutes to restore, maintain or improve tissue function. The most promising approach in tissue engineering involves the use of biocompatible, biodegradable and highly porous support matrices, called scaffolds. These last promote cellular adhesion, proliferation and differentiation. The main purpose of this research work was the production and characterization of PCL and PCL/Bioglass scaffolds, exploring a biomanufacturing process, based on extrusion technology. Therefore, it had been used an equipment patented by Centre for Rapid and Sustainable Product Development, called Bioextruder. This is a system designed to produce matrices with or without cell encapsulation in an automated, integrated and flexible way. The samples were analyzed in terms of thermal, chemical, morphological and mechanical properties. Bioactivity and degradation tests were also performed. The results show that the processing parameters do not induce any change, regarding the thermal and chemical properties of the materials. Higher weight losses were obtained with the increase of glass particles fraction in PCL matrix. It was also possible to observe that all scaffolds present a well defined internal geometry and uniform pore distribution. In general results show that the scaffolds of PCL/Bioglass are promising for tissue engineering applications and regenerative medicine.

Mestrado em Materiais e Dispositivos Biomédicos