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Authors
Abstract(s)
Bone limited capacity to fully repair large defects demands the development of new implants that are able to improve the healing process. In this context, new approaches for promoting bone regeneration process and also to avoid side effects associated with the therapeutics in use, are currently being studied. Herein 3D tricalcium phosphate/alginic acid scaffolds were produced using a Fab@Home and then coated with an electrospun mesh (composed by polycaprolactone and gelatin) loaded with two different antibacterial agents (silver nanoparticles and salicylic acid). The obtained results show that the produced scaffolds presented mechanical properties, swelling, macro/microporosity, biodegradation and biomineralization capacity, that are compatible with their application for bone tissue engineering purposes. Moreover, the presence of a nanofibrous mesh at the surface of produced 3D constructs enhanced cellular adhesion/proliferation and also avoided biofilm formation at scaffolds’ surface, for at least 5 days. Such results emphasize that the 3D hybrid scaffolds produced herein have the required properties for being used in the proposed biomedical application.
A capacidade limitada que o osso apresenta para reparar os defeitos críticos na sua totalidade requer o desenvolvimento de novos implantes capazes de melhorar o processo de recuperação. Neste contexto, têm sido desenvolvidas novas abordagens terapêuticas de forma a promover o processo de regeneração óssea, assim como evitar o surgimento de diferentes problemas associadas às terapias convencionais. Uma destas abordagens envolve o desenvolvimento de matrizes tridimensionais também designadas de scaffolds, que atuam como suportes temporários e que promovem a adesão e proliferação celular fornecendo ainda suporte mecânico durante o processo de regeneração óssea. Neste estudo desenvolveram-se scaffolds híbridos compostos por Tricalcio Fosfato/Ácido Alginico com recurso a prototipagem rápida (Fab@Home). Posteriormente, as superfícies destas estruturas foram funcionalizadas com membranas nanofibrosas produzidas pela técnica de electrofiação. Nestes revestimentos, compostos por Policaprolactona e Gelatina, foram ainda incorporados dois agentes antimicrobianos diferentes, nanoparticulas de Prata e Ácido Salicílico. Os resultados obtidos revelaram que os scaffolds produzidos apresentaram propriedades mecânicas, capacidade de absorção de água, porosidade, biodegradabilidade e biomineralização, compatíveis com a sua aplicação na área de engenharia de tecidos. Além disso, a presença da malha nanofibrosa na superfície do scaffolds melhorou a adesão e proliferação de células eucariótcas em contacto com estas estruturas tridimensionais. Por outro lado, a funcionalização da superfície dos scaffolds permitiu evitar a formação de biofilmes na superfície dos scaffolds, durante pelo menos 5 dias. Estes dados experimentais evidenciam o grande potencial destas estruturas para aplicação na regeneração do tecido ósseo.
A capacidade limitada que o osso apresenta para reparar os defeitos críticos na sua totalidade requer o desenvolvimento de novos implantes capazes de melhorar o processo de recuperação. Neste contexto, têm sido desenvolvidas novas abordagens terapêuticas de forma a promover o processo de regeneração óssea, assim como evitar o surgimento de diferentes problemas associadas às terapias convencionais. Uma destas abordagens envolve o desenvolvimento de matrizes tridimensionais também designadas de scaffolds, que atuam como suportes temporários e que promovem a adesão e proliferação celular fornecendo ainda suporte mecânico durante o processo de regeneração óssea. Neste estudo desenvolveram-se scaffolds híbridos compostos por Tricalcio Fosfato/Ácido Alginico com recurso a prototipagem rápida (Fab@Home). Posteriormente, as superfícies destas estruturas foram funcionalizadas com membranas nanofibrosas produzidas pela técnica de electrofiação. Nestes revestimentos, compostos por Policaprolactona e Gelatina, foram ainda incorporados dois agentes antimicrobianos diferentes, nanoparticulas de Prata e Ácido Salicílico. Os resultados obtidos revelaram que os scaffolds produzidos apresentaram propriedades mecânicas, capacidade de absorção de água, porosidade, biodegradabilidade e biomineralização, compatíveis com a sua aplicação na área de engenharia de tecidos. Além disso, a presença da malha nanofibrosa na superfície do scaffolds melhorou a adesão e proliferação de células eucariótcas em contacto com estas estruturas tridimensionais. Por outro lado, a funcionalização da superfície dos scaffolds permitiu evitar a formação de biofilmes na superfície dos scaffolds, durante pelo menos 5 dias. Estes dados experimentais evidenciam o grande potencial destas estruturas para aplicação na regeneração do tecido ósseo.
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Keywords
Atividade Bactericida Electrofiação Nanopartículas de Prata Prototipagem Rápida Regeneração Óssea Ácido Salicílico