Immunohistochemical Identification of macrophages in a poly (L-lactic acid) film implant with standard and superhydrophobic wettability
Data
2020-04-29
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Resumo
In the Tissue Engineering area, it is common the use biomaterials composed by matrices with a high percentage of collagen, which are perfect to tissue rebuilding and Regenerative Medicine. It is also known that the collagen support cell migration and vascularization process. However, in recent decades, the use of polymers as scaffolding matrices in tissue regeneration has been widely extended. Polymers can be modified to gather the desired biodegradability and bioactivity characteristics, and they have a wide variety of mechanical characteristics, which gives them different functions in accordance with the material component. The functions that are most indorsed to these biomaterials are drug delivery and temporary prosthesis. Thus, in this work, poly (L-lactic acid) (PLLA) films with different wettability (standard / super-hydrophobic) (S and SH, respectively) were used in an in vivo subcutaneous implant in rats (Rattus norvegicus) in order to measure the inflammatory response, using immunohistochemistry technique. The semi-crystalline polymer poly (L-lactic acid) is an aliphatic polyester which is characterized by good biodegradability, biocompatibility and versatility, and it has reasonable mechanical and processability properties in fiber formation. After implantation, it occurs an immune response in the surgery local, and depending on the implanted materials characteristics, the inflammatory reaction will vary. For this study 18 rats were used, 9 were implanted with PLLA S and 9 with PLLA SH. Each rat was implanted with 6 PLLA discs in 6 different sites, 4 subcutaneously and 2 intramuscularly. After collecting the samples (n=108), immunohistochemistry was performed for three antibodies: CD3 (T lymphocytes), CD163 (M2 macrophages) and CD68 (Total macrophages). There was a decrease in the number of cells identified around the site of the implant site for both biomaterials, where it was possible to verify that the superhydrophobic PLLA promoted a minor inflammatory response. Therefore, it was observed that for both biomaterials the inflammatory reaction decreased over time and that the adaptive immune system was not strongly activated.
Na área da Engenharia de Tecidos é comum o uso de biomateriais em matrizes com alta percentagem de colagénio indicadas em Medicina Regenerativa para a reconstrução de tecidos, pois é sabido que o colagénio favorece o processo de migração e vascularização celular. No entanto, nas últimas décadas, o uso de matrizes poliméricas tem sido amplamente usado em Medicina Regenerativa. Os polímeros podem ser modificados correspondendo assim às características de biodegradabilidade e bioatividade desejadas e possuem uma grande variedade de características mecânicas, o que lhes confere funções diferentes de acordo com a sua composição. Estes biomateriais são muito usados como veículos na administração de medicamentos e na composição de próteses temporárias. Assim, neste trabalho foram utilizados filmes de poli (L-ácido láctico) (PLLA) com diferentes características hidrofílicas (atandard / superhidrofóbico) (S e SH, respetivamente) em implantes in vivo a nível subcutâneo em ratos (Rattus norvegicus) para análise da intensidade de inflamação promovida com a técnica de imunohistoquímica. O polímero semicristalino poli (L-ácido láctico) é um poliéster alifático que se caracteriza por boa biodegradabilidade, biocompatibilidade e versatilidade, e por possuir propriedades mecânicas e de processamento na formação de fibras. Após a implantação dos filmes de biomaterial ocorre uma resposta inflamatória da parte do organismo no local da cirurgia e, dependendo das características dos materiais implantados, a promoção de uma reação inflamatória variável. Para este estudo foram usados 18 ratos, 9 foram implantados com PLLA S e 9 com PLLA SH. A cada rato foi-lhe implantado 6 discos de PLLA em 6 locais diferente, 4 subcutâneos e 2 a nível intramuscular. Após a recolha de amostras (n=108) realizou-se a técnica de imunohistoquímica para três anticorpos: CD3 (linfócitos T), CD163 (macrófagos M2) e CD68 (macrófagos totais). Observou-se a diminuição do número de células identificadas em volta do local do local do implante para ambos os biomateriais, onde foi possível verificar que o PLLA superhidrofóbico causou uma resposta inflamatória mais reduzida. Concluímos que, para ambos os biomateriais, a reação inflamatória diminuiu ao longo do tempo e o sistema imunológico adaptativo não foi fortemente ativado.
Na área da Engenharia de Tecidos é comum o uso de biomateriais em matrizes com alta percentagem de colagénio indicadas em Medicina Regenerativa para a reconstrução de tecidos, pois é sabido que o colagénio favorece o processo de migração e vascularização celular. No entanto, nas últimas décadas, o uso de matrizes poliméricas tem sido amplamente usado em Medicina Regenerativa. Os polímeros podem ser modificados correspondendo assim às características de biodegradabilidade e bioatividade desejadas e possuem uma grande variedade de características mecânicas, o que lhes confere funções diferentes de acordo com a sua composição. Estes biomateriais são muito usados como veículos na administração de medicamentos e na composição de próteses temporárias. Assim, neste trabalho foram utilizados filmes de poli (L-ácido láctico) (PLLA) com diferentes características hidrofílicas (atandard / superhidrofóbico) (S e SH, respetivamente) em implantes in vivo a nível subcutâneo em ratos (Rattus norvegicus) para análise da intensidade de inflamação promovida com a técnica de imunohistoquímica. O polímero semicristalino poli (L-ácido láctico) é um poliéster alifático que se caracteriza por boa biodegradabilidade, biocompatibilidade e versatilidade, e por possuir propriedades mecânicas e de processamento na formação de fibras. Após a implantação dos filmes de biomaterial ocorre uma resposta inflamatória da parte do organismo no local da cirurgia e, dependendo das características dos materiais implantados, a promoção de uma reação inflamatória variável. Para este estudo foram usados 18 ratos, 9 foram implantados com PLLA S e 9 com PLLA SH. A cada rato foi-lhe implantado 6 discos de PLLA em 6 locais diferente, 4 subcutâneos e 2 a nível intramuscular. Após a recolha de amostras (n=108) realizou-se a técnica de imunohistoquímica para três anticorpos: CD3 (linfócitos T), CD163 (macrófagos M2) e CD68 (macrófagos totais). Observou-se a diminuição do número de células identificadas em volta do local do local do implante para ambos os biomateriais, onde foi possível verificar que o PLLA superhidrofóbico causou uma resposta inflamatória mais reduzida. Concluímos que, para ambos os biomateriais, a reação inflamatória diminuiu ao longo do tempo e o sistema imunológico adaptativo não foi fortemente ativado.
Descrição
Dissertação apresentada à Escola de Ciências e Tecnologia da Universidade de Trás-os-Montes
e Alto Douro como requisito para a obtenção do título de Mestre em Engenharia Biomédica
Palavras-chave
tissue engineering , poly (L-lactic acid)