Orientadores: Ângela Maria Moraes, Daniel John Kelly

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A osteoartrite é a mais frequente das doenças designadas como reumatismos, e lidera as causas de invalidez crônica. Atualmente, diversas estratégias baseadas na engenharia de tecidos estão em desenvolvimento com vistas ao tratamento desta enfermidade, explorando a incorporação de células...

Resumo: A osteoartrite é a mais frequente das doenças designadas como reumatismos, e lidera as causas de invalidez crônica. Atualmente, diversas estratégias baseadas na engenharia de tecidos estão em desenvolvimento com vistas ao tratamento desta enfermidade, explorando a incorporação de células e/ou fármacos específicos em suportes que, em conjunto, seriam capazes de restabelecer gradualmente o tecido à condição livre de lesão. Neste trabalho, buscou-se a obtenção de hidrogéis responsivos a estímulos térmicos projetados especificamente para a engenharia do tecido cartilaginoso. Os hidrogéis foram produzidos combinando-se polissacarídeos biocompatíveis e biodegradáveis e a eles foram incorporados os fármacos ácido gálico, dexametasona e diclofenaco de sódio, e nas formulações mais promissoras, células-tronco mesenquimais. A produção dos hidrogéis foi realizada pela mistura física de 5 a 10% (m/v) de metilcelulose (M), de 0,5 a 2% (m/v) de goma xantana (X), de 0,5 a 2% (m/v) de carboximetil quitosana (Q) e de 5 a 10% (v/v) de glicerol, incorporando-se nas matrizes os fármacos por adição direta em concentrações determinadas por análises prévias de citotoxicidade às células mesenquimais. Após a incorporação dos fármacos nos hidrogéis, foram selecionadas as formulações com perfis de liberação considerados mais adequados para a finalidade pretendida. Posteriormente à esterilização dos hidrogéis por calor úmido, verificou-se que a coloração dos hidrogéis foi alterada, porém o comportamento de gelificação foi mantido em temperaturas apropriadas. A capacidade de absorção de fluidos e a estabilidade do material quanto à perda de massa mostraram-se compatíveis com o esperado deste tipo de matriz, indicando que o cultivo de células pode ser favorável nas formulações propostas. As propriedades mecânicas indicaram que, provavelmente, o ácido gálico reticula os hidrogéis, resultando em módulos de compressão maiores, tornando os hidrogéis mais resistentes. Os hidrogéis escolhidos para o estudo não apresentam citotoxicidade indireta e direta por um curto período de tempo quando expostos às células-tronco. Após o cultivo dessas células em meios condrogênicos, verificou-se que as mesmas são capazes de se diferenciar em condrócitos e se deslocar no interior da estrutura do hidrogel, liberando no meio de cultivo uma fração significativa das células incorporadas, fato este considerado positivo no que diz respeito ao potencial de migração das células inoculadas para as imediações da região lesada

Abstract: Osteoarthritis is the most common of the diseases designated as rheumatism and leads the causes of chronic disability. Currently, many strategies based on tissue engineering are under development, with the purpose of treating this disease, exploring the incorporation of specific cells...

Abstract: Osteoarthritis is the most common of the diseases designated as rheumatism and leads the causes of chronic disability. Currently, many strategies based on tissue engineering are under development, with the purpose of treating this disease, exploring the incorporation of specific cells and/or drugs into supports that would be able to gradually restore the tissue to the injury-free condition. In this work, the goal was to produce hydrogels responsive to thermal stimuli designed specifically for the engineering of cartilaginous tissue, combining biocompatible and biodegradable polysaccharides to the drugs gallic acid, dexamethasone, and diclofenac sodium and, in the most promising formulation, mesenchymal stem cells. The production of the hydrogels was performed by the physical mixture of 5 to 10% (w/v) methylcellulose (M), 0.5 to 2% (w/v) xanthan gum (X), 0.5 to 2 % (w/v) carboxymethyl chitosan (Q) and from 5 to 10% (v/v) glycerol, and the drugs were incorporated in the matrices by direct addition at concentrations previously determined by prior cytotoxicity analyzes. After the incorporation of the drugs directly into the hydrogels, the formulations with release profiles considered most suitable for the intended purpose were selected. After wet heat sterilization of the hydrogels, it was found that the color of the hydrogels was altered, but the gelation behavior was maintained at appropriate temperatures. The fluid absorption capacity, as well as the mass loss, presented values appropriate for the type of material aimed, indicating that cell culture would be favorable in the proposed formulations. Mechanical properties indicated that gallic acid is likely to crosslink hydrogels, resulting in larger compression modules, making the hydrogels more resistant. Regarding biological studies, it was first found that the hydrogels chosen for the study do not have indirect and direct cytotoxicity for a short time when exposed to stem cells. After cultivating these cells in chondrogenic media, it was found that they are able to differentiate into chondrocytes. However, a significant fraction of cells were released into the culture medium, which is positive regarding the migration of inoculated cells to the surroundings of the injured region

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