Um estudo exploratório de duas técnicas de fabricação de scaffolds de colágeno : microfluídica e sonicação.

Abstract

O uso de materiais de origem biologica possui varias vantagens sobre o uso de materiais sinteticos no contexto da Medicina Regenerativa e da Engenharia de Tecidos. A complexidade quimica e nanoestrutural desses materiais produz efeitos notaveis de incentivo a proliferacao celular e ao crescimento tissular. Alem do material propriamente dito, a microgeometria do substrato em que celulas sao cultivadas tem grande importancia nos mecanismos de proliferacao, mobilidade e diferenciacao celular, o que e de suma importancia para o desenvolvimento dos tecidos. O controle da geometria e desejavel para a que se possa influenciar, ainda que indiretamente, as propriedades dos tecidos cultivados. Foi estudada a influencia da viscosidade de solucoes polimericas de colageno – um biomaterial amplamente usado na Engenharia de Tecidos – na eficiencia da tecnica de fabricacao de scaffolds atraves do emprego de dispositivos microfluidicos. Foram preparadas solucoes de colageno bovino de tipo I em Acido Acetico e essas amostras foram caracterizadas quanto a concentracao e pH. Variacoes de tais amostras foram fabricadas – de concentracao 2%, 7%, 15% e 30%, e de pH variando entre 1 e 10 – e foram executados ensaios reologicos de medicao de viscosidade por taxa de cisalhamento constante em viscosimetro de cone?placa. Foi observada uma intensa variacao na viscosidade entre as amostras de concentracoes diferentes, mas mais especialmente pronunciada entre as amostras de 15% e 30%. Nas amostras em que o pH foi modificado tambem foi observado aumento de viscosidade, ainda que menos intenso que o detectado no ensaio com variacao na concentracao. O aumento de viscosidade ocorreu especialmente na faixa de pH entre 4 e 5, sendo esses os valores de pH em que o material se mostra mais morfologicamente estavel. Foram explorados tambem metodos e materiais variados na fabricacao de dispositivos microfluidicos, visando reduzir o custo de implementacao dessas ferramentas tao versateis. Foi possivel concluir que a resolucao de fabricacao necessaria para que o dispositivo trabalhe em regime microfluidico e mais facilmente alcancavel do que e deduzivel pela literatura, porem o controle de fluxo dentro dos canais requer bombas e reguladores de pressao de alta resolucao, o que faz com que os custos de operacao da tecnica ainda sejam relativamente elevados. Adicionalmente, foi desenvolvida uma tecnica de fabricacao de espumas por sonicacao e reticulacao rapida, e os scaffolds resultantes foram analisados por microscopia eletronica quanto a morfologia, interconexao e dimensoes dos poros. A concentracao de surfactantes na solucao sonicada tambem foi considerada. Os resultados evidenciam que a sonicacao permite um controle menor da morfologia do que a tecnica microfluidica, porem consegue um controle maior do que outras tecnicas de baixo custo, evidenciando uma relacao custo beneficio superior.