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Authors
Abstract(s)
The skin is the largest and most external organ of the human body, and it is exposed to
different external agents that may cause structural and functional damage. Despite skin’s
self-regeneration ability, skin structure can be compromised when extensive and deep
injuries occur. In these situations, wound dressings capable of protecting the lesion as
well as promote the healing process are required. So far, different types of skin
substitutes have been developed. However, none of them is fully capable of reestablishing all the structural and functional features of the native skin. To overcome this
situation, researchers from the tissue engineering area have been developing new
biomaterials that are capable of reproducing the structure and composition of native
skin. In this way, asymmetric membranes emerged as promising therapeutic approaches
for the treatment of skin lesions, since they display two layers with different properties
and functions. The work plan developed herein aimed to produce asymmetric
membranes, using electrospinning technique, that are able to mimic both layers of the
native skin. Therefore, the top membrane was manufactured with polycaprolactone and
cellulose acetate, in order to act as the epidermis layer of the membrane. On the other
hand, the bottom layer of the membrane was produced with poly (vinyl alcohol) and
hyaluronic acid to replicate the characteristics of the dermis (high porosity and
absorption capacity). In additon, silver nanoparticles were also produced to confer
antimicrobial properties to the membranes. The characterization of the physicochemical
properties of the produced membranes revealed that they have a porosity and water
absorption capacity that provides a moist environment to the wound site. On the other
side, the in vitro assays showed that the produced membranes did not induce any
cytotoxic effect, when they were incubated in contact with human fibroblasts cells.
Further, the silver nanoparticles possess suitable size, morphology and antibacterial
properties for preventing infections. In this way, the produced membranes showed
promising properties to be used in the treatment of skin lesions. Thus, in the future, the
incorporation of silver nanoparticles into the bottom membrane will be performed to
provide antibacterial properties to the asymmetric membrane. On the other side, the
incorporation of other bioactive molecules (vitamins, growth factors, anti-inflammatory
molecules) could also be hypothesized to augment the biological performance of the
asymmetric membrane and consequently, the wound healing process.
A pele é o maior e mais externo órgão do corpo humano, que está exposto a diferentes agentes externos que podem causar danos estruturais e funcionais. Apesar da pele ter capacidade de auto-regeneração, esta função fica comprometida quando lesões que afectam este órgão são extensas e profundas. Nestas situações, é necessário o uso de um revestimento que permita proteger a lesão e que promova o processo de cicatrização. Diferentes tipos de revestimentos cutâneos foram já desenvolvidos, contudo, nenhum deles é capaz de restaurar na íntegra todas as funções estruturais e funcionais da pele nativa. Assim, os investigadores da área de engenharia de tecidos têm desenvolvido novos substitutos de pele que sejam capazes de reproduzir a estrutura e composição da pele nativa. Entre os substitutos de pele produzidos até ao momento, as membranas assimétricas têm revelado resultados promissores no tratamento de lesões da pele. Neste estudo, o plano de trabalhos desenvolvido teve como objetivo a produção de uma membrana assimétrica pela técnica de electrofiação e a posterior caracterização das suas propriedades fisico-químicas e biológicas. Na produção das duas camadas da membrana assimétrica foram usados diferentes materiais. A policaprolactona e o acetato de celulose foram usados na produção da camada superior. Esta camada, à semelhança da epiderme na pele nativa, pretende-se que actue como uma barreira de proteção. Por outro lado, a camada inferior da membrana assimétrica foi produzida com poli(álcool polivinílico) e ácido hialurónico com o intuito de mimetizar as características da derme (i.e., elevada porosidade e capacidade de absorção). Neste trabalho foram ainda produzidas e caracterizadas nanopartículas de prata com o objectivo de incrementar as suas propriedades antibacterianas. Os resultados obtidos neste estudo revelaram que as membranas produzidas têm uma porosidade adequada que permite a troca de gases e a migração celular, a absorção do exsudato da ferida e providenciam um ambiente húmido ao local da lesão. Para além disso, os ensaios in vitro demonstraram que as membranas produzidas apresentam excelente biocompatibilidade em contacto com fibroblastos humanos. Por outro lado, as nanopartículas de prata produzidas possuem tamanho, morfologia e propriedades antibacterianas promissoras para a prevenção de infeções. Assim, no futuro, a incorporação das nanopartículas de prata na membrana inferior será realizada de modo a providenciar propriedades antibacterianas à membrana assimétrica. Por outro lado, a incorporação de outras moléculas bioativas (vitaminas, fatores de crescimento, moléculas anti-inflamatórias) poderá também ser realizada a fim de melhorar as propriedades biológicas da membrana assimétrica e, consequentemente o processo de cicatrização.
A pele é o maior e mais externo órgão do corpo humano, que está exposto a diferentes agentes externos que podem causar danos estruturais e funcionais. Apesar da pele ter capacidade de auto-regeneração, esta função fica comprometida quando lesões que afectam este órgão são extensas e profundas. Nestas situações, é necessário o uso de um revestimento que permita proteger a lesão e que promova o processo de cicatrização. Diferentes tipos de revestimentos cutâneos foram já desenvolvidos, contudo, nenhum deles é capaz de restaurar na íntegra todas as funções estruturais e funcionais da pele nativa. Assim, os investigadores da área de engenharia de tecidos têm desenvolvido novos substitutos de pele que sejam capazes de reproduzir a estrutura e composição da pele nativa. Entre os substitutos de pele produzidos até ao momento, as membranas assimétricas têm revelado resultados promissores no tratamento de lesões da pele. Neste estudo, o plano de trabalhos desenvolvido teve como objetivo a produção de uma membrana assimétrica pela técnica de electrofiação e a posterior caracterização das suas propriedades fisico-químicas e biológicas. Na produção das duas camadas da membrana assimétrica foram usados diferentes materiais. A policaprolactona e o acetato de celulose foram usados na produção da camada superior. Esta camada, à semelhança da epiderme na pele nativa, pretende-se que actue como uma barreira de proteção. Por outro lado, a camada inferior da membrana assimétrica foi produzida com poli(álcool polivinílico) e ácido hialurónico com o intuito de mimetizar as características da derme (i.e., elevada porosidade e capacidade de absorção). Neste trabalho foram ainda produzidas e caracterizadas nanopartículas de prata com o objectivo de incrementar as suas propriedades antibacterianas. Os resultados obtidos neste estudo revelaram que as membranas produzidas têm uma porosidade adequada que permite a troca de gases e a migração celular, a absorção do exsudato da ferida e providenciam um ambiente húmido ao local da lesão. Para além disso, os ensaios in vitro demonstraram que as membranas produzidas apresentam excelente biocompatibilidade em contacto com fibroblastos humanos. Por outro lado, as nanopartículas de prata produzidas possuem tamanho, morfologia e propriedades antibacterianas promissoras para a prevenção de infeções. Assim, no futuro, a incorporação das nanopartículas de prata na membrana inferior será realizada de modo a providenciar propriedades antibacterianas à membrana assimétrica. Por outro lado, a incorporação de outras moléculas bioativas (vitaminas, fatores de crescimento, moléculas anti-inflamatórias) poderá também ser realizada a fim de melhorar as propriedades biológicas da membrana assimétrica e, consequentemente o processo de cicatrização.
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Keywords
Atividade Antibacteriana Membranas Assimétricas Membranas Eletrofiadas Nanopartículas de Prata Regeneração da Pele Revestimento Cutâneo