Fabricação de nanofibras de poli (álcool vinílico) / hidroxiapatita-alginato por eletrofiação para aplicação na engenharia de tecido ósseo

Abstract

Arcabouços de nanofibras produzidos por eletrofiação têm como características principais a elevada relação área superficial / volume e a distribuição de poros micrométricos desordenados podendo ser bons candidatos para regeneração óssea, facilitando a adesão celular e adsorção de moléculas orgânicas (proteínas, aminoácidos e polissacarídeos). Dentre os biomateriais, a hidroxiapatita (HAp) tem destaque por ter composição química similar aos ossos e se liga quimicamente com o tecido ósseo. Este trabalho teve como objetivo sintetizar HAp de tamanho nanométrico que possibilitasse incorporar nas nanofibras de poli (álcool vinílico) (PVA) pela técnica de eletrofiação. Primeiramente foram sintetizadas por via hidrotermal (HAH) e precipitação química (HP), sendo que a HP não foi possível a eletrofiação devido ao tamanho grande dos cristais. Portanto, visando controlar o tamanho dos nanocristais de HAp, induzimos o crescimento in situ associado a cadeias poliméricas do alginato e aplicamos como biocompósitos (HAL). Para a eletrofiação foram utilizadas duas concentrações de solução de PVA (10 e 12%) e três concentrações de HAL (0.1, 0.25 e 0.5% (p / p) para a preparação das fibras. A microscopia eletrônica de transmissão (TEM) mostrou HAp semelhante a bastonetes com tamanho no diâmetro e comprimento de (10 ± 2) nm e (34 ± 7) nm, respectivamente. A análise morfológica, propriedades físicas (intumescimento e degradação), mecânicas e biológicas foram avaliadas e comparadas com arcabouços de PVA puros e PVA/HAp. Através da análise da morfologia pode-se afirmar que os melhores parâmetros para formar nanofibras com ausência de imperfeição são aqueles que contém 12% de PVA, porém, nas membranas com maior proporção de HAL (0.5% m/v) apareceram na superfície pequenas quantidades de partículas aglutinadas do biocompósito. Alcançamos valores de diâmetro médio (>110 nm) abaixo do que se observa na literatura, mesmo aumentando a concentração de biocompósito HAL os valores se mantiveram aproximados na maioria das fibras eletrofiadas. A melhor resposta de resistência à tração entre os arcabouços eletrofiados foi a FH2-0.1 no valor de 15,2 ± 2,5 MPa, embora as demais membranas também apresentem elevados limites de resistência mecânica. As taxas de intumescimento e degradação foram estimadas semanalmente in vitro em solução salina tamponada por um período de 04 semanas. Também foram aplicados testes in vitro para avaliar a biocompatibilidade do material estudado. Três linhagens de células foram utilizadas no estudo da viabilidade celular dos arcabouços e pós cerâmicos. Neste ensaio todas as amostras tiveram resultados satisfatórios na quantificação de células viáveis. Quanto ao teste de adesão celular no arcabouço FH2-0.1 mostrou-se que células fibroblasto gengival humano (FGH) adere e prolifera na superfície. Essas e outras propriedades são condições fundamentais para mostrar que esses materiais têm grande potencial para aplicações no tecido ósseo.