Desenvolvimento de um sistema de cultura 3D por biorreator dinâmico em arcabouço de poliuretana modificada para aplicações em implantes osteocondrais

Abstract

Introdução: No Laboratório de Biomateriais da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo foi desenvolvida uma poli(PCL-TMC)uretana modificada e com alta resistência elástica e porosidade, que foi utilizada como arcabouço 3D para cultura de células-tronco mesenquimais oriundas de tecido adiposo humano lipoaspirado. O biorreator Eletroforce 5200 BioDynamic utilizado neste projeto submeteu o arcabouço de poli(PCL-TMC)uretana contendo as células, a dinâmicas de fluídos e forças compressivas, mimetizando, in vitro, a estrutura de uma articulação. Assim, foram testadas a capacidade de resistência das células associadas a materiais construídos para aplicações em áreas submetidas a forças e ao desgaste dos movimentos corporais. Os biorreatores de fluxo dinâmico e forças compressivas são equipamentos de alta tecnologia e há apenas um deste tipo no Brasil, o qual foi recém adquirido pelo laboratório. Objetivos: Avaliar a biocompatibilidade do material poli(PCLTMC)uretana com as células mesenquimais, além de avaliar a capacidade de crescimento celular e a viabilidade das células ao submetê-las a forças de compressão no biorreator por períodos prolongados. Métodos: As células tronco foram obtidas em banco de células e cultivadas no laboratório conforme protocolo padrão para este tipo celular. As células foram semeadas em membranas por 7 dias em cultura estática. No ensaio de citocompatibilidade, as células foram cultivadas por 14 dias em membrana. No experimento de fluxo, arcabouços contendo células mesenquimais foram acoplados à câmara de cultura e montados no biorreator em modo de fluxo dinâmico de 0,4ml/min por 14 dias. Em seguida, arcabouços foram acoplados no biorreator em modo de fluxo dinâmico de 0,4ml/min, com força equivalente a 2N, a cada 5 segundos. Os experimentos descritos acima foram analisados por microscopia confocal a laser. Resultados finais: Através da análise da cultura estática, notou-se que as MSCs(h) foram capazes de aderir e proliferar na presença do dispositivo de Poli(PCL TMC)uretana, evidenciando seu potencial como biomaterial. A taxa de fluxo aplicada de 0.4 mL/min foi positiva, permitindo a proliferação e migração das células no interior do arcabouço. No experimento com aplicação de força equivalente a 2N, foi observado presença de células em 24 horas; em 7 dias a quantidade de células cai substancialmente e em 14 dias de cultura notouse um aglomerado de células mortas.