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Título: Bioinspired degradable substrates with extreme wettability properties: in vivo study of standard and superhydrophobic poly(L-lactic acid) films
Autor: Amaral, Nicole Louise Lângaro
Orientador: Dias, Maria Isabel Ribeiro
Viegas, Carlos Alberto Antunes
Palavras-chave: Engenharia de tecidos
Medicina regenerativa
Materiais biocompatíveis
Teste de materiais
Interações hidrofóbicas e hidrofílicas
Molhabilidade
Resposta inflamatória
Data: 2017
Resumo: Quando implantados in vivo, os biomateriais estimulam respostas inflamatórias e a sua molhabilidade da superfície pode ter grande influência sobre este aspecto. O poli(L-ácido láctico) (PLLA) é amplamente utilizado para dispositivos médicos com raros casos de complicações. Porém, o impacto dos valores extremos de molhabilidade da superfície no comportamento das células não está completamente elucidado. Avaliamos a resposta inflamatória in vivo do PLLA com diferentes valores de molhabilidade após implantação subcutânea em ratos. Os materiais foram implantados em 18 ratos divididos em dois grupos: grupo controle (PLLA padrão/hidrofóbico) e grupo experimental (PLLA superhidrofóbico). Para cada grupo, três animais (n = 3) foram eutanasiados no dia 7, 14 ou 60 e os cortes histológicos do tecido circundante aos implantes foram analisados com as colorações Hematoxilina e Eosina (HE) e Tricrômio de Masson (TM). Observou-se uma resposta inflamatória de mínima a moderada para o PLLA superhidrofóbico e leve a moderada para o PLLA padrão ao longo do tempo. No dia 7, foi classificada como moderadamente reativa para ambos os biomateriais e nos dias 14 e 60 notou-se apenas poucas células inflamatórias rodeando o implante. Houve redução do processo inflamatório após 60 dias de implantação em comparação com o dia-7 para ambos os grupos. A coloração de TM mostrou uma cápsula fibrosa envolvendo tanto o PLLA padrão quanto o superhidrofóbico em todos os intervalos de tempo. A cápsula fibrosa no dia 7 era pouco organizada, com um arranjo mínimo e solto de colágeno, e muitas células inflamatórias entre fibroblastos. No dia 60, a cápsula estava bem organizada, contendo densas fibras de colágeno, vários fibroblastos e poucas células inflamatórias. A medida da espessura da cápsula revelou diferença estatística ao longo do tempo apenas no grupo padrão PLLA. No dia 60, as cápsulas eram mais espessas, com colágeno mais densamente disposto, em comparação com o dia 7. Não foi encontrada diferença na espessura da cápsula relacionada ao tipo de biomaterial. Demonstrou-se boa biocompatibilidade para o PLLA hidrofóbico e superhidrofóbico, sem sinais de inflamação grave, com sinais de cicatrização das feridas e diminuição da resposta inflamatória ao longo do tempo.
The biomaterials stimulate inflammatory responses after in vivo implantation and their surface wettability is known to have great influence on this aspect. It has been shown that PLLA is widely used for medical devices with rare cases of complications. However, the impact of extreme wettability surfaces on the cells behavior remain not completely understood. We evaluated the inflammatory response in vivo of PLLA with different wettabilities after subcutaneous implantation in rats. The materials were implanted in a total of 18 rats divided into two groups: control group (PLLA standard/hydrophobic) and experimental group (PLLA superhydrophobic). For each group, three animals (n=3) were euthanized on day 7, 14 or 60 and histological cuts of the surrounding tissue of the implants were analyzed with hematoxylin and eosin (HE) and Masson’s trichrome (TM). A minimal to moderate inflammatory response was observed for PLLA superhydrophobic surface along the time and a mild to moderate for PLLA standard. At the day-7, the inflammatory reaction was classified as moderate reactive for both biomaterials and at the day-14 and -60, there were only scant inflammatory cells surrounding the implant. A reduction of the inflammatory process was verified after 60 days in comparison to 7 days for both groups, better seen in the PLLA superhydrophobic group. The TM staining showed the formation of a fibrous capsule surrounding both materials at all the intervals. The fibrous capsule at the day-7 was not well-organized, with a minimal and loose arrangement of collagen and many inflammatory cells between fibroblasts. At day-60 the capsule was well-organized containing densely packed collagen fibers, several fibroblasts and few inflammatory cells. The capsule thickness measurement revealed statistically difference along the time only in the PLLA standard group. At day-60, the capsules were thicker, with more densely arranged collagenous tissue compared with those at day-7. No difference was found for the capsule thickness related with the type of biomaterial implanted. We demonstrated good biocompatibility for hydrophobic and superhydrophobic PLLA, with no signs of severe inflammation. There was a well-ordered host response with wound healing signs and the inflammatory response decreased along the time.
Descrição: Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária
URI: http://hdl.handle.net/10348/8266
Tipo de Documento: Dissertação de Mestrado
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