Produção de nanomateriais biomiméticos a partir de um novo sistema de electrospinning para engenharia de tecidos dos meniscos do joelho
Os meniscos são estruturas fibrocartilaginosas intra-articulares, que possuem matriz extracelular (MEC) altamente especializada e desempenham um papel essencial na função do joelho. Contudo, apresentam baixa capacidade regenerativa. Infelizmente lesões nos meniscos são muito comuns e opções de tratamentos disponíveis tem mostrado resultados controversos. Por consequência, estratégias dentro da engenharia de tecidos têm sido investigadas com o objetivo de desenvolver potenciais tratamentos para as lesões meniscais. O sucesso desta abordagem está intimamente ligado ao desenvolvimento de scaffolds capazes de mimetizar a arquitetura da MEC do menisco nativo. Nesse contexto, tem havido um crescente interesse na produção de complexos scaffolds tridimensionais, produzidos a partir de nanofibras alinhadas. No entanto, até o momento, nenhum método permitiu recriar integralmente a complexa organização da MEC dos meniscos. Neste estudo, nós projetamos um novo sistema de eletrofiação, no qual consistiu na modificação do coletor alvo, utilizando dois dispositivos metálicos: uma peça oca cilíndrica externa com um pino central e um cilindro oco interno móvel; com o objetivo de fabricar scaffolds biomiméticos para a engenharia de tecidos dos meniscos do joelho. As orientações das fibras produzidas foram analisadas quantitativamente pelo método de Transformada Rápida de Fourier (FFT) e pela ferramenta OrientationJ. Ainda, o scaffold fabricado foi caracterizado por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados demonstraram ser uma abordagem viável para fabricação de scaffolds composto de fibras alinhadas circunferencialmente e radialmente. Em resumo, esta investigação demonstrou um grande potencial para a aplicação destes scaffolds na engenharia de tecido do menisco, uma vez que eles são capazes de reproduzir a orientação das principais fibras de colágeno presentes na MEC do menisco do joelho.
Produção de nanomateriais biomiméticos a partir de um novo sistema de electrospinning para engenharia de tecidos dos meniscos do joelho
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DOI: 10.22533/at.ed.2192016017
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Palavras-chave: eletrofiação, engenharia tecidual, meniscos, biomateriais
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Keywords: Electrospinning, tissue engineering, meniscus, biomaterials
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Abstract:
The meniscus are intra-articular fibrocartilaginous structures, with a highly specialized extracellular matrix and play an essential role in knee function. Nevertheless, it present limited regenerative capacity. Unfortunately, meniscal injuries are very common and the treatments options have shown controversial results. Therefore, tissue engineering strategies have been reported in order to provide potential treatments for meniscal lesions. The success of these strategies are directly linked to the creation of scaffolds that are able to mimic the extracellular matrix architecture of the native meniscus. In this context, there has been a growing interest in the design of complex 3D scaffolds, produced from aligned nanofiber. However, to date, no method was able to recreate the complex extracellular matrix organization of the meniscus. Herein, we proposed the design of a novel electrospinning setup, which consisted using two metallic devices as collector: an external cylindrical hollow piece with a central pin and a mobile internal hollow cylinder; in order to fabricate biomimetic scaffolds for tissue engineering of the knee meniscus. The fibers orientations were quantitatively analyzed by Fast Fourier Transform (FFT) method and software OrientationJ. Moreover, the scaffold was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM). The results presented herein demonstrated a feasible approach for fabricant scaffolds constituted of both circumferentially and radially aligned fibers. In summary, this investigation demonstrated great potential for the application of these scaffolds towards meniscus tissue engineering, once they are able to reproduce the orientation of the main collagen fibers present in the extracellular matrix of the knee meniscus.
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Número de páginas: 15
- Anderson de Oliveira Lobo
- Thiago Domingues Stocco
