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Title: Análise da biocompatilidade de suporte celular produzido a partir de colágeno tipo I e nanotubos de carbono de paredes múltiplas hibridizados ou não com nanobastões de ouro.
Authors: Gontijo, Daniele de Oliveira
metadata.dc.contributor.advisor: Oliveira, Laser Antônio Machado de
Nogueira, Katiane de Oliveira Pinto Coelho
Keywords: Tecidos - anatomia e fisiologia
Nanotubos de carbono
Colágeno
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Oliveira, Laser Antônio Machado de
Silva, Breno de Mello
Menezes, Cristiane Alves da Silva
Citation: GONTIJO, Daniele de Oliveira. Análise da biocompatilidade de suporte celular produzido a partir de colágeno tipo I e nanotubos de carbono de paredes múltiplas hibridizados ou não com nanobastões de ouro. 2019. 77 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: O desenvolvimento acelerado da nanotecnologia tem aberto novas possibilidades no campo da engenharia de tecidos. Nanotubos de carbono (NTC) em especial têm despertado grande interesse por serem, ao mesmo tempo, mecanicamente resistentes, leves, flexíveis, apresentarem estrutura similar a componentes da matriz extracelular, possuírem alta estabilidade química, bem como possuir alta condutividade elétrica, o que possibilita sua funcionalização com moléculas que possam contribuir para a regeneração tecidual. No entanto, estudos mais abrangentes são necessários para esclarecer a biocompatibilidade desses novos substratos. Neste trabalho, avaliou-se a biocompatibilidade de dois modelos de suporte celular propostos para aplicação biomédica na regeneração tecidual, um a base de colágeno tipo I e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTCPM) e outro a base de colágeno I e nanotubos de carbono de paredes múltiplas hibridizados com nanobastões de ouro (NTCPMs/AuNBs). Com o objetivo de verificar a interferência destes suportes nas diferentes funções celulares e possível citotoxicidade, foram realizados ensaios de migração, proliferação e viabilidade celular utilizando fibroblastos de linhagem 3T3 e os suportes celulares descritos, bem como análises da interação das células com o suporte a base de colágeno I e NTCPMs por microscopia eletrônica de varredura. Através da análise de migração em suporte celular a base de gel de colágeno tipo I observou-se o modelo Flat como o melhor modelo de estudo. Em suportes celulares a base de colágeno tipo I e a base de colágeno tipo I associado à nanotubos de carbono em todas as concentrações dos dois componentes observou-se migração celular sendo as concentrações mais adequadas para esta análise as de 2,2 mg/ml para colágeno tipo I e 0,6% para NTCPMs. Análise de proliferação celular demonstraram que em suporte celular a base de gel de colágeno do tipo I a melhor concentração foi de 2,0 mg/mL; para NTCPMs não houve diferença estatística entre as concentrações entre os grupos testados. A análise de viabilidade não demonstrou diferença entre as concentrações de suporte celular a base de gel de colágeno do tipo I. A adição de NTCPM, em diferentes concentrações, ao suporte celular de gel de colágeno não interferiu com a viabilidade celular. Em suportes celulares a base de colágeno tipo I associado à NTCPMs/AuNBs, a migração celular foi afetada significativamente. Através da análise de proliferação celular, observou-se que a única concentração que permitiu a proliferação celular foi a de 0,6% mas em taxa muito inferior quando comparada com o grupo controle. Através da análise de viabilidade celular, observou-se morte celular progressiva conforme aumento na concentração do nanomaterial. Compreende-se o NTCPMs/AuNBs como citotóxico, através da metodologia empregada, sendo necessário maiores estudos a fim de definir métodos para tornar possível sua aplicação na engenharia de tecidos. MEV de fibroblastos inseridos em suporte a base de colágeno I e NTCPMs demostrou interação entre as células e o biocompósito. Os resultados obtidos corroboram para o entendimento de que o suporte a base de colágeno I e NTCPMs é biocompatível através das análises realizadas, possuindo assim alto potencial para a aplicação na regeneração tecidual.
metadata.dc.description.abstracten: The brisk development of nanotechnology has opened new possibilities in the field of tissue engineering. Notably, the carbon nanotubes have been receiving a great deal of attention from researchers worldwide, because they are mechanically resistant, have a structure similar to the extracellular matrix components, possess high chemical stability, and have high electrical conductivity, which allows their functionalization with molecules that can contribute for tissue regeneration. However, more comprehensive studies are necessary to better undersand the biocompatibility of these new substrates. In this study, we evaluated the biocompatibility of two proposed scaffold models for biomedical application in tissue regeneration, one based on collagen type I and multiple-walled carbon nanotubes (MWCNT) and another based on collagen I and carbon nanotubes of multiple walls hybridized with gold nanorods (MWCNT/AuNRs), in order to verify the interference of those substrates in different cellular functions and possible cytotoxicity, not only cell migration, proliferation and viability assays were performed using 3T3 lineage fibroblasts and the described scaffold, but also cellular interaction of collagen I and MWCNT scaffold using scanning electron microscopy. Analyzing cellular migration in type I collagen gel scaffold, we detected that Flat model as the best study model. In type I collagen-based cell substrates and the type I collagen associated with carbon nanotubes, cell migration was observed at all concentrations of the two components, and the most adequate concentrations for this analysis was 2.2 mg/ml for collagen type I and 0.6% for MWCNT. Cell proliferation analysis showed that the best concentration on type I collagen gel scaffold was 2.0 m/mL; in MWCNT scaffold, no difference was observed between tested groups. Cell viability assay showed no difference between all type I collagen gel scaffold concentrations. The addition of MWCNT at different concentrations to type I collagen gel did not interfere with cell viability. In type I collagen-based cellular substrates associated with MWCNT/AuNRs, cellular migration was severely affected. Cellular proliferation analysis showed that the only concentration that allowed cell proliferation was 0.6% but at a much lower rate when compared with the control group. Cellular viability assay showed progressive cell death as the concentration of the nanomaterial increased. MWCNT/AuNRs are understood as cytotoxic, through the methodology employed, and further studies are necessary to allow its application in tissue engineering. SEM of fibroblasts cultured in type I collagen gel scaffold and MWCNT showed interaction between the cells and the biocomposite. The results obtained corroborate with the understanding that the support based on collagen I and MWCNT is biocompatible through the analysis performed, having a great potential for tissue regeneration application.
Description: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Núcleo de Pesquisas em Ciências Biológicas, Pró-Reitoria de Pesquisa de Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11191
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 03/05/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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